Применение аптамеров

Аптамеры-приманки имитируют строение белок-узнающих сайтов природных НК, за счет чего образуют комплексы с ДНК- и РНК- связывающими белками. Уже созданы аптамеры-приманки к белкам семейства E2F [145, 146], Tat белку ВИЧ [147, 148], фактору транскрипции NF-kB [149, 150] и к аутоантителам человека больного миастенией [151].

Регулируемые аптамеры. Одной из проблем при создании лекарств является вопрос о длительности терапевтического действия препарата. Именно в таких случаях используют регулируемые аптамеры. Они состоят из двух компонентов: устойчивого в биологических средах аптамера, обладающего терапевтическим действием, и немодифицированного олигонуклеотида-модулятора, комплементарного части аптамерной последовательности. Попадая в организм человека, олигонуклеотиды-модуляторы деградируются нуклеазами, постепенно освобождая молекулы аптамеров, что пролонгирует их терапевтическое действие. Таким аптамером является аптамер REG-1, ингибирующий фактор коагуляции IXа [144]. Он уже прошел 1-ю и 2-ю фазы клинического исследования. 1-я фаза была пройдена удачно, результаты 2-й фазы клинических исследований пока не опубликованы.

Мультивалентные аптамеры - ди-, три- или олигомеры одного или нескольких аптамеров. Обычно такие конструкции создаются в случае известной структуры молекулы-мишени для улучшения связывающих способностей аптамера [152, 153]. Методы создания мультивалентных аптамеров основаны на использовании различных линкерных молекул для соединения аптамеров в одну конструкцию, таких как триэтиленгликольфосфатный линкер [154], фосфамидный линкер [153], полиэтиленгликолевый линкер [98], или олигонуклеотидов-"скрепок" [152, 155], комплементарных соответствующим линейным участкам аптамеров. Одним из первых мультивалентных аптамеров является аптамер к цитотоксическому Т-клеточному антигену 4 (CTLA-4) - рецептору Т-клеток [152]. Ингибирование CTLA-4 способствует Т-клеточной активации, и как следствие, антиопухолевому иммунному ответу. Как показали эксперименты, тетрамер CTLA-4 аптамера повышал иммунный ответ как в клеточной культуре, так и in vivo. К мультивалентным аптамерам относятся также гибриды аптамеров к TAR элементу ВИЧ и сайту инициации димеризации [154], тромбину [153, 156], рецептору 4-1BB [155], рецептору OX40 [98].

Аптамеры, используемые в качестве средств доставки. Мишень-направленная терапия - одна из актуальных задач современной медицины. С использованием аптамеров к рецепторам, экспрессирующимся определенными типами клеток, возможна адресная доставка различных терапевтических средств, таких как токсины, химиотерапевтические препараты, ферменты и многие другие. Весьма перспективным подходом является использование аптамеров для доставки в клетки siRNA. Одним из часто используемых в данном случае аптамеров является аптамер к PSMA, простат-специфическому мембранному антигену, гиперэкспрессия которого наблюдается в клетках рака простаты. Для создания химер аптамеров и siRNA используют систему стрептавидин-биотин и дополнительных комплементарных (“stick”) последовательностей. В первом случае биотинилированные 5'-конец аптамера и 5'-конец смысловой цепи siRNA связывает стрептавидиновый модуль. Во втором случае на 3'-конец аптамера добавляется “stick”-последовательность, а одна из цепей siRNA содержит комплементарную ей последовательность с 3'-конца. Первым способом были получены химеры PSMA-аптамера с siRNA, направленными на гены Lamin A/C, GAPDH1 и GAPDH2 [157] а также Plk-1 и Bcl-2 [158]. Вторым способом был получен химер gp120 аптамера с tat-rev siRNA [110]. Для всех химер эксперименты показали аптамер-опосредованное проникновение siRNA в клетки. Таким образом, использование аптамеров в качестве средств доставки может позволить избежать попадания лекарственных средств в здоровые клетки и этим существенно снизить токсичность препаратов для организма человека.