Interested Article - Аптамер

Аптамеры — олигонуклеотидные или пептидные молекулы, специфически связывающиеся с определёнными молекулами-мишенями. Обычно аптамеры получают выбором из больших произвольных библиотек методом SELEX , но также существуют природные аптамеры в рибопереключателях . Они могут использоваться как для фундаментальных исследований, так и в медицинских приложениях (макромолекулярные лекарственные препараты , антивирусные препараты и т.д.).

Аптамеры могут быть использованы в следующих исследовательских, диагностических и терапевтических задачах :

Для детекции различных молекул-мишеней, как в научных, так и в диагностических задачах. Они могут заменить антитела в Вестерн-блоттинге , во флуоресцентной гибридизации in situ и в методе ELISA .
Перспективным для диагностики форматом является создание чипов со множеством аптамеров и возможностью одновременной детекции многих белков.
Для аффинной очистки молекул-мишеней.
Для эффективного и специфичного ингибирования белков-мишеней. Такое ингибирование может быть использовано как в исследовательских целях, так и для создания новых лекарств. Некоторые такие лекарства уже находятся на стадии клинических испытаний .
Перспективным направлением использования аптамеров является направленный транспорт лекарств. Аптамеры в этом случае определяют адресность доставки (targeting ligands).

ДНК-аптамеры

Пространственная структура ДНК-аптамеров чаще всего представлена G-квадруплексами из 2, реже 3, G-квартетов. Образование связи аптамера с молекулой-мишенью может быть осуществлено различными способами, например с помощью водородных связей между белком и водородами петель квадруплекса.

Были найдены и отобраны ДНК-аптамеры, способные с высокой аффинностью и специфичностью связываться с активным сайтом тромбина , таким образом препятствуя дальнейшей активации фибриногена и затормаживая каскад свертывания крови .

Примечания

Кушниров В. В., Митькевич О. В., Ураков В. Н., Тер-Аванесян М. Д. [www.rae.ru/use/?section=content&op=show_article&article_id=10000640 АПТАМЕРЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ] // Успехи современного естествознания. — 2013. — № 3 . — С. 40-43 .
Gold, L., Ayers, D., Bertino, J., Bock, C., Bock, A., Brody, E., ... & Zichi, D. (2010). Aptamer-based multiplexed proteomic technology for biomarker discovery. PLoS ONE 5(12): e15004. PMID PMC doi :
Moaddel, R., Ubaida‐Mohien, C., Tanaka, T., Lyashkov, A., Basisty, N., Schilling, B., ... & Ferrucci, L. (2021). Proteomics in aging research: A roadmap to clinical, translational research. Aging Cell, e13325. PMID PMC doi :
Sebastiani, P., Federico, A., Morris, M., Gurinovich, A., Tanaka, T., Chandler, K. B., ... & Perls, T. T. (2021). Protein signatures of centenarians and their offspring suggest centenarians age slower than other humans. Aging cell, 20(2), e13290. PMID PMC doi :
Sathyan, S., Ayers, E., Gao, T., Weiss, E. F., Milman, S., Verghese, J., & Barzilai, N. (2020). Plasma proteomic profile of age, health span, and all‐cause mortality in older adults. Aging cell, 19(11), e13250. PMID PMC doi :
Yamagishi, S. I., & Matsui, T. (2018). Therapeutic potential of DNA-aptamers raised against AGE-RAGE axis in diabetes-related complications. Current pharmaceutical design, 24(24), 2802-2809. PMID doi :
Sotokawauchi, A., Matsui, T., Higashimoto, Y., Nishino, Y., Koga, Y., Yagi, M., & Yamagishi, S. I. (2021). DNA aptamer raised against receptor for advanced glycation end products suppresses renal tubular damage and improves insulin resistance in diabetic mice. Diabetes and Vascular Disease Research, 18(1), 1479164121990533. PMID doi :
В.А. Спиридонова, Т.М. Новикова, В.А. Сизов, В.С. Шашковская, Е.В. Титаева. // Биохимия. — 2019. — Т. 84 , вып. 12 . — С. 1876–1885 . — ISSN . — doi : .

Литература

Коваленко А. (2021) Аптамеры: графический гайд (комикс). Биомолекула.
Buglak, A.A.; Samokhvalov, A.V.; Zherdev, A.V.; Dzantiev, B.B. Methods and Applications of In Silico Aptamer Design and Modeling. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 8420
Wu, L., Wang, Y., Xu, X., Liu, Y., Lin, B., Zhang, M., ... & Tan, W. (2021). Aptamer-Based Detection of Circulating Targets for Precision Medicine. Chemical Reviews. PMID doi :
Kumar Kulabhusan, P., Hussain, B., & Yüce, M. (2020). Current perspectives on aptamers as diagnostic tools and therapeutic agents. Pharmaceutics, 12(7), 646. PMID PMC doi :
Dembowski, Sean K., and Michael T. Bowser. "Microfluidic methods for aptamer selection and characterization." Analyst 143.1 (2018): 21-32. PMID PMC doi :
Byun, J. (2021). Recent Progress and Opportunities for Nucleic Acid Aptamers. Life, 11(3), 193. PMID PMC doi :
Huang, J., Chen, X., Fu, X., Li, Z., Huang, Y., & Liang, C. (2021). Advances in Aptamer-Based Biomarker Discovery. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9, 571. PMID PMC doi :
Birader K., Keerthana L.S., Yathirajarao T., Barla J.A., Suman P. (2021) Methods for Enhancing Aptamer Affinity for Antigen Detection and Its Characterization. In: Suman P., Chandra P. (eds) Immunodiagnostic Technologies from Laboratory to Point-Of-Care Testing. Springer, Singapore.
Nagar D.N., Yathirajarao T., Kumar P., Kushwaha P., Suman P. (2021) Bead-Based SELEX for Aptamers Selection and Their Application in Detection of Diverse Antigens. In: Suman P., Chandra P. (eds) Immunodiagnostic Technologies from Laboratory to Point-Of-Care Testing. Springer, Singapore.
Troisi R, Sica F. . International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23(9):4796. doi :
Riccardi, C., Napolitano, E., Musumeci, D., & Montesarchio, D. (2020). Dimeric and Multimeric DNA Aptamers for Highly Effective Protein Recognition. Molecules, 25(22), 5227. PMID PMC doi :
Fong, T. G., Chan, N. Y., Dillon, S. T., Zhou, W., Tripp, B., Ngo, L. H., ... & Libermann, T. A. (2019). Identification of Plasma Proteome Signatures Associated With Surgery Using SOMAscan. Annals of surgery. PMID PMC doi :
Prante, M., Segal, E., Scheper, T., Bahnemann, J., & Walter, J. (2020). Aptasensors for Point-of-Care Detection of Small Molecules. Biosensors, 10(9), 108. PMID PMC doi :
Wang, T., Chen, L., Chikkanna, A., Chen, S., Brusius, I., Sbuh, N., & Veedu, R. N. (2021). Development of nucleic acid aptamer-based lateral flow assays: A robust platform for cost-effective point-of-care diagnosis. Theranostics, 11(11), 5174. PMID PMC doi :
Shaban, S. M., & Kim, D. H. (2021). Recent Advances in Aptamer Sensors. Sensors, 21(3), 979. PMID PMC doi :
Aptamers for Medical Applications. From Diagnosis to Therapeutics. Dong, Yiyang (Ed.) Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2021, 462 стр.
Ji, D., Lyu, K., Zhao, H., & Kwok, C. K. (2021). Circular L-RNA aptamer promotes target recognition and controls gene activity. Nucleic Acids Research, 49(13), 7280-7291. PMID PMC doi : Новый подход к созданию аптамер-опосредованных инструментов для регуляции генов и других целей.