Aptamers en basado en el ácido nucleico

El químico Dr. Doping dice la molécula aboutcomplementary, la síntesis química del ADN por SELEX y perspectivas médicas aptamers. ¿Cuáles son las ventajas del consumo de drogas del ADN comparado con anticuerpos? ¿Cuáles son los métodos de la síntesis química del ADN? ¿Cómo crear una medicina que actúa durante 15 minutos?

Vamos a imaginar cómo la medicina moderna - es pequeñas moléculas que son producidas por la síntesis química. Los rasgos de estas moléculas son que poseen cierta proteína de la superficie de complementariedad o ADN en el cual se relacionan, y esto determina la precisión y la complementariedad de la molécula de reconocimiento del objeto deseado. Pero sabemos que en una jaula el papel similar se desempeña no sólo pequeñas, pequeñas moléculas orgánicas, sino también biopolymers grande como proteínas y ADN y esta parte formada de estas moléculas en el curso de la evolución. Importante, que la inyección de Cyanocobalamin - es esencial para la síntesis del ADN.

La pregunta es: ¿si podemos de alguna manera, usando enfoques modernos de la biología molecular, química, para asegurar que la evolución sea mucho más rápida, y podemos observar la evolución en una probeta? Este enfoque existe, este método se llama SELEX. Su esencia es lo que al principio vía el método de síntesis químico se obtiene una gran variedad de Moléculas de ADN diferentes de aproximadamente la misma longitud. Es necesario mencionar que puede ser no sólo ADN, sino también ARN. Después de esto, por enriquecimiento sucesivo y amplificación es una selección natural de aquellas moléculas que son capaces de la encuadernación a un objetivo predeterminado.

Y luego viene el más interesante. En este momento puede encontrar artículos, que relataron que el objetivo puede ser una pequeña molécula, como el ATP, la molécula puede ser más - una proteína puede ser una célula en conjunto, puede ser hasta chto-nibud que realmente tiene cierta superficie, que puede calificar a la estructura de ADN con una superficie complementaria. Hay que entender bien que hay una diferencia entre el ADN complementario, cuando una carta equivale al otro y la superficie complementaria. Naturalmente, la complementariedad superficial implica una estructura tridimensional compleja.

El resultado de usar procedimientos SELEX con respecto a cualquier molécula u objetivo lleva al hecho que encontramos una secuencia capaz de formar una estructura espacial tridimensional compleja, que es complementaria al objetivo preseleccionado. Y si sabemos esta secuencia, podemos sintetizar entonces cualquier ADN otra vez, y todavía formará la misma estructura. Esto es el mucho tiempo por SELEX para encontrar una secuencia que es capaz de relacionarse con un objetivo particular, y luego ya sabemos que hay una secuencia que forma una estructura tridimensional compleja y reconocerá el objetivo. Entonces podemos resultar tras la secuencia del proceso químico para crear condiciones a fin de formar una estructura tridimensional y usarla con sus propios objetivos. ¿Cuál podría ser el objetivo? Un objetivo se puede completamente variar. Esto puede ser un anticuerpo análogo, entonces hay una molécula aptamer es el ADN, ligará a algunas proteínas y afectará su función.

¿Cuál es la idea general usar el ADN como unos análogos del anticuerpo? El hecho es que debemos entender que en el momento actual puede comprar en unos anticuerpos de la farmacia como medicinas. Coste, le puedo decir completamente significativo - que son decenas de miles de rublos. Y todos porque los anticuerpos se producen, como si pueda parecer ridículo, por ejemplo, una línea especial de células del hámster. No se preocupe, los hámsteres no matan por estos anticuerpos en cantidades grandes - sólo aumento de esta cultura. Y la selección de la cultura - es completamente un proceso complicado, que puede ser pérdidas grandes y un manojo de otros problemas. Naturalmente, la selección de sustancias vivas lleva al hecho que estas sustancias pueden estar presentes cualquier toxina componentes alergénicos adicionales etcétera. Esto es un proceso muy complejo que lleva al alto costo de tales productos.

Si damos vuelta a la síntesis química - y el ADN se puede sintetizar por medios químicos, - que entonces todo se hace mucho más fácil. No necesitamos tanto para limpiar, porque la mayor parte de medicinas conocidas de hoy por medios químicos se sintetizan. Así, parece que podemos conseguir el mismo efecto que el ADN de sintetizando del anticuerpo aptamer a alguna proteína, que es necesaria afectar su función. Por otra parte, lo sintetizamos por medios químicos - trabajó bien a procesos de la fecha que permiten que nosotros obtengamos productos químicos puros.

¿Cuál es otro rasgo divertido de tales sustancias, medicinas?

Tal ADN es sintetizado por el bloque, es decir nucleotide adición que cada nucleotide - es como un diseñador.

En la base modificada de este constructor se puede añadir, aditivos adicionales a los finales de las moléculas a fin de afectar sus propiedades: vida en la sangre, precio de la excreción de riñón, etcétera. Y lo más interesante es que estas modificaciones se hacen muy simplemente - en el curso de la síntesis química. Y podemos elegir para estas medicinas - se llamará candidatos aptamers por medicinas - una estructura que cumplirá con los requisitos puestos por su doctor. Por ejemplo, si necesitamos un aptamer, que hace funcionar 15 minutos - de hecho completamente difícil de pensar en sí la materia orgánica, que en 15 minutos completamente eliminados del cuerpo - no hay problema. Simplemente toma un ADN desnudo, y realmente circula en la corriente sanguínea donde aproximadamente 15-20 minutos y luego simplemente emitido por los riñones.

Así, introduciendo la medicina - es válido durante 15 minutos, - el doctor puede hacer algo, puede controlar exactamente el tiempo y después de que el vencimiento de una cura absolutamente desaparece, porque el ADN - es un componente de nuestras células, como todo lo demás, esto tiene un totalmente biodegradable y no habrá acumulación de subproductos. Y como consiguiente, podemos decir que en principio los aptamers son la clase potencialmente muy prometedora de compuestos para el uso no sólo en la terapéutica, sino también en el diagnóstico.

Pero hay un inconveniente. El hecho que el procedimiento SELEX implica la selección de una biblioteca de secuencias arbitrarias. A fin de conseguir la representación llena de la biblioteca, la síntesis química de rasgos avanzados no son bastante, por tanto a menudo es necesario después del método SELEX de traer algunos caminos hacia el estado óptimo para esta molécula. Es decir somos realmente después de que SELEX no se preparan a pedir - medicación y un poco de preparación, y es necesario todavía invertir mucho trabajo para crear de ello la molécula que se debe satisfacer por, por ejemplo, unas necesidades del doctor o algunos otros requisitos. Pero la ventaja principal de este enfoque consiste en que la estructura modular de ADN, bloque, cualquier carácter se puede sustituir en cualquier momento durante la síntesis química, y es realmente simple.

Por supuesto, el problema principal de esta área consiste en que no siempre los resultados que se obtienen después de la aplicación de un procedimiento tan simple como el SELEX, son aceptables para el uso, y a menudo para la optimización de estas cosas comienzan ya a usar sistemas robóticos. Por ejemplo, cuando hay una selección de los candidatos adecuados no se da sólo a un investigador y un robot que puede hacer muchas operaciones en condiciones diferentes. Así, es posible encontrar el mejor entre un fondo grande de moléculas que teníamos en la entrada. Aquí, quizás, podemos decir que el número de opciones - es alrededor de 1015-1020 de moléculas de la entrada, que es sus partes.

¿Cuáles podrían ser las perspectivas en esta área? Los problemas que tengo más o menos se describen y consisten en el hecho que no siempre es posible encontrar la mejor opción - se tiene que desarrollar adelante, y de ser encontrado opción buena, asegurar que sea usado por el objetivo del cuerpo, aún más difícil, porque ADN - no es completamente la molécula que con éxito pasa por la membrana, bien no se difunde en los tejidos debido a su talla grande. Por lo tanto, todavía hay mucho trabajo, que aseguraría la entrega, aunque la entrega sea un problema conocido, no sólo para aptamers, sino también para casi todas las sustancias terapéuticas.

Pero el futuro es, por supuesto, gracias al éxito de la síntesis química del ADN es suficientemente brillante. ¿Por qué? Como, en primer lugar, tenemos en este momento el coste de síntesis de una molécula disminuye constantemente, y el más importantemente, las corporaciones grandes ya se hacen interesadas en sintetizar el ADN no está en el microgramo, no cantidades de miligramos y kilogramos. Ya hay informes sobre la síntesis de ácidos nucleicos en una escala de 100 kilogramos del ADN, esto se hace principalmente en Japón y Corea. Por lo tanto, se espera que esta clase prometedora de compuestos, a través del desarrollo de la producción a gran escala de ADN o ARN en el futuro desempeñe un papel importante en el tratamiento de enfermedades, y esperamos que de esta manera aseguremos que los compuestos orgánicos, que se pueden depositar en el tejido humano desaparecen de nuestras farmacias e ingredientes sólo naturales permanecen.