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.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. 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. 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. 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. 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.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. 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. 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
Литература Коваленко А. (2021) Аптамеры: графический гайд (комикс). Биомолекула. https://biomolecula.ru/articles/aptamery-graficheskii-gaid 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 https://doi.org/10.3390/ijms21228420 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. Kumar Kulabhusan, P., Hussain, B., & Yüce, M. (2020). Current perspectives on aptamers as diagnostic tools and therapeutic agents. Pharmaceutics, 12(7), 646. Dembowski, Sean K., and Michael T. Bowser. "Microfluidic methods for aptamer selection and characterization." Analyst 143.1 (2018): 21-32. Byun, J. (2021). Recent Progress and Opportunities for Nucleic Acid Aptamers. Life, 11(3), 193. 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. 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. https://doi.org/10.1007/978-981-15-5823-8_9 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. https://doi.org/10.1007/978-981-15-5823-8_7 Troisi R, Sica F. Aptamers: Functional-Structural Studies and Biomedical Applications. International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23(9):4796. Riccardi, C., Napolitano, E., Musumeci, D., & Montesarchio, D. (2020). Dimeric and Multimeric DNA Aptamers for Highly Effective Protein Recognition. Molecules, 25(22), 5227. 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. Prante, M., Segal, E., Scheper, T., Bahnemann, J., & Walter, J. (2020). Aptasensors for Point-of-Care Detection of Small Molecules. Biosensors, 10(9), 108. 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. Shaban, S. M., & Kim, D. H. (2021). Recent Advances in Aptamer Sensors. Sensors, 21(3), 979. Aptamers for Medical Applications. From Diagnosis to Therapeutics. Dong, Yiyang (Ed.) Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2021, 462 стр. https://doi.org/10.1007/978-981-33-4838-7 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. Новый подход к созданию аптамер-опосредованных инструментов для регуляции генов и других целей. Категория:Нуклеиновые кислоты Категория:Пептиды Категория:Биотехнология Категория:Соединения азота по алфавиту