Wetenschappers verbeteren dna-technologie voor het opsporen, behandelen van ziekte


Wetenschappers verbeteren dna-technologie voor het opsporen, behandelen van ziekte

Een van de nadelen van DNA-aptamers - synthetische kleine moleculen die belofte voor het opsporen en behandelen van kanker en andere ziekten aantonen - zijn ze niet gemakkelijk aan hun doelen binden en worden gemakkelijk verteerd door enzymen in het lichaam. Nu hebben wetenschappers een manier gevonden om DNA aptamers te produceren zonder deze nadelen.

Zodra DNA aptamers zijn ontworpen voor een specifiek doel, binden ze eraan en blokkeren de activiteit ervan.

Het team - van het Instituut voor Bioengineering en Nanotechnologie (IBN) bij het Bureau voor Wetenschap, Technologie en Onderzoek (A * STAR) in Singapore - beschrijft hoe zij de verbeterde DNA-technologie in het tijdschrift ontwikkelde en testte Wetenschappelijke rapporten .

IBN Executive Director Prof. Jackie Y. Ying zegt dat het team "een DNA-aptamer heeft gecreëerd met sterk bindend vermogen en stabiliteit met superieure werkzaamheid" en:

"We hopen onze DNA aptamers te gebruiken als platform technologie voor diagnostiek en nieuwe drug ontwikkeling."

Aptamers zijn een speciale klasse van synthetische ribonucleïnezuur (RNA) of deoxyribonucleïnezuur (DNA) moleculen die belofte voor klinisch gebruik tonen.

Deze kleine moleculen kunnen ideaal zijn voor drugsgebruik, omdat ze kunnen worden gemaakt voor zeer specifieke doelen - zoals eiwitten, virussen, bacteriën en cellen.

Nadelen van huidige DNA aptamers

Zodra aptamers zijn ontworpen voor een specifiek doel, binden ze eraan en blokkeren de activiteit ervan.

Zij zijn het chemische equivalent van antilichamen, behalve in tegenstelling tot de antilichamen die momenteel worden gebruikt bij de ontwikkeling van geneesmiddelen, veroorzaken zij geen ongewenste immuunresponsen en kunnen het gemakkelijker zijn om massale producten te produceren met een hoge kwaliteit.

Het eerste geneesmiddel op basis van aptamer - een RNA-aptamer voor de behandeling van leeftijdsmatige macular degeneratie (AMD) - werd in 2004 in de VS goedgekeurd en er worden nog een aantal andere aptamers in klinische proeven geëvalueerd.

Echter, geen DNA-aptamer is nog goedgekeurd voor klinisch gebruik omdat degenen die momenteel ontwikkeld zijn, niet goed binden aan moleculaire doelen en gemakkelijk verteerd worden in de bloedbaan door enzymen genaamd nucleasen.

In hun krant beschrijven hoofddeskundige Dr. Ichiro Hirao, een voornaamste onderzoekswetenschapper bij IBN, en collega's hoe ze deze twee problemen overwinnen.

'Onnatuurlijke basis' en 'mini-haarspeld' verwijderen DNA-aptamer nadelen

Om het probleem van zwakke binding te overwinnen, voegde het team een ​​nieuwe kunstmatige component toe - een 'onnatuurlijke basis' genoemd - naar een standaard DNA-aptamer, die typisch vier componenten heeft.

Het papier beschrijft hoe de toevoeging van een vijfde onnatuurlijke basiscomponent aan het DNA-aptamer haar bindingsvermogen 100 keer versterkt.

Om te voorkomen dat de aptamer gemakkelijk door enzymen verteerd kan worden, voegt het team een ​​klein stukje DNA toe dat ze een "mini-haarspeld DNA" noemen.

Dr. Hirao zegt dat mini-haarspeld DNA's zijn gemaakt van kleine DNA-fragmenten die een compacte, stam-lusstructuur vormen, zoals een haarspeld, en dit maakt hun stabiel.

Typisch houden DNA aptamers niet langer dan een uur in bloed bij kamertemperatuur omdat ze door nucleasen afgebroken worden. Maar het team vond dat de toevoeging van de mini-haarspeld DNA kan helpen om DNA-aptamers te overleven voor dagen, waardoor ze meer aantrekkelijk zijn voor de ontwikkeling van drugs.

In hun paper beschrijven de wetenschappers hoe hun wijzigingen een DNA-aptamer verbeterden die gericht is op een cel-signaal eiwit genaamd interferon gamma.

Lab-tests toonden aan dat de verbeterde aptamer na 3 dagen bij 37 ° C bij 37 ° C overleefd was en de biologische activiteit "interferon gamma duurzaam belemmerde", noteerde de auteurs.

Dr. Hirao zegt dat hun modificaties aantonen dat het mogelijk is DNA aptamers te genereren met veel belofte voor klinisch gebruik: ze zijn mogelijk effectiever in hun werking, goedkoper om te produceren en minder nadelige bijwerkingen hebben dan conventionele methoden. Hij concludeert:

De volgende stap van ons onderzoek is om de aptamers te gebruiken om doelmoleculen en cellen die infectieziekten veroorzaken, te detecteren en te deactiveren, zoals dengue, malaria en methicillinebestendig Staphylococcus aureus (MRSA), evenals kanker."

In december 2015, Medical-Diag.com Geleerd hoe onderzoekers van de Universiteit van Texas in Arlington een manier ontwikkelen om kankercellen te detecteren met behulp van elektronische chips die met RNA aptamers zijn bedekt. Het team hoopt dat het zal leiden tot een tafelgereedschap dat dokters goedkoper en snellere tests voor ziektevoorspelling biedt.

Genetic Engineering Will Change Everything Forever – CRISPR (Video Medische En Professionele 2019).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk