Проучване на siRNA (олиго лекарства): Роля на Galnac - siRNA конюгати в лизозомната стабилност и доставяне на siRNA за преодоляване на бягството на siRNA

Ключови думи: Galnac - siRNA, доставка на siRNA, бягство от siRNA, чернодробни лизозоми, хепатоцитни лизозоми, тритозома, лизозомен катаболизъм, лизозомна стабилност, лизозомна киселина фосфатаза, фосфатаза

Афизен продукт

Въведение
RNA - базирани терапевтици се превърнаха в трансформативен подход за лечение на различни заболявания чрез насочено заглушаване на ген. Сред тези лечения лекарствата на siRNA придобиват внимание за подобрената си специфичност и ефикасност. Основно предизвикателство при доставката на siRNA е осигуряването на ефективно бягство от siRNA от ендоцитния път преди разграждането в чернодробните лизозоми и хепатоцитните лизозоми. Изследванията in vitro все повече се фокусират върху това как формулировките на siRNA насърчават бягството на siRNA, докато взаимодействат с клетъчните компоненти. Това взаимодействие включва критични фактори като лизозомен катаболизъм, лизозомна стабилност и разграждане чрез фосфатаза на лизозомна киселина. Оптимизирането на тези параметри е от съществено значение за подобряване на доставката на siRNA и постигане на ефективно бягство от siRNA.

Подаване на siRNA и лизозомно захващане
Ефективното доставяне на siRNA до хепатоцити често разчита на носители като липидни наночастици (LNP) или конюгати като GalNAc - siRNA, които са насочени към черния дроб - специфични рецептори. Въпреки тези иновации, значителна част от siRNA е прехвърлена до чернодробни лизозоми и хепатоцитни лизозоми, където бързият лизозомен катаболизъм води до деградация. Киселата среда, обогатена с фосфатаза на лизозомална киселина, предизвиква лизозомната стабилност и пречи на siRNA бягството. За да подобри терапевтичните резултати, изследванията на siRNA се фокусират върху засилването на бягството на siRNA от тези лизозомни отделения, като по този начин подобряват цялостното доставяне на siRNA.

Механизъм на Galnac - siRNA конюгати

GalNAC - конюгатите на siRNA са обещаващ подход за доставяне на siRNA, използвайки високата специфичност на N - ацетилгалактозамин (GALNAC) свързване с асиалогликопротеиновите рецептори (ASGPR) върху хепатоцитите. Това взаимодействие улеснява бързата ендоцитоза, което позволява на siRNA да навлиза ефективно на чернодробните клетки. При поглъщане конюгатите се интернализират чрез ями с клатрин -

За да се подобри стабилността и терапевтичната ефикасност на конюгатите на Galnac - siRNA, се използват няколко химически модификации:

• 2 '- F и 2' - Оме модификации- Тези модификации предотвратяват разграждането на RNase, като същевременно поддържат съвместимост с машините за РНК интерференция (RNAi), имитирайки биофизичните свойства на естествената 2 '- OH група.
• Фосфоротиоатни модификации- Добавянето на фосфоротиоатни групи в 5 'и 3' края на нишките на siRNA увеличава потентността, стабилността и издръжливостта на RNAi in vivo.
• Оптимизирани RNAi задействания- Общите дизайни на siRNA включват шаблона на нуклеотид 21/21 с 19 базови двойки и 3 'надвеси, и шаблонът с нуклеотид 21/23, който има тъп 5' водач на водача и 3 'надвиснал. Тези оптимизации подобряват ефективността на siRNA и дълголетието.

Лизозомни бариери
Пътуването на siRNA от прилагане до мястото му на действие в хепатоцитите е изпълнено с препятствия, особено секвестрацията и разграждането в чернодробните лизозоми и хепатоцитните лизозоми. Агресивният лизозомен катаболизъм в тези отделения, задвижван отчасти от ензими като фосфатаза на лизозомна киселина, компрометира лизозомната стабилност и ограничава бягането на siRNA. Преодоляването на тези лизозомни бариери е от решаващо значение за успешното доставяне на siRNA. Напредъкът в - SiRNA технологията се фокусира върху модулирането на лизозомния катаболизъм за повишаване на лизозомната стабилност и насърчаване на по -ефективното бягство от siRNA както от чернодробните лизозоми, така и от лизозомите на хепатоцитите.

Лизозомен катаболизъм и деградация на siRNA
В хепатоцитите лизозомният катаболизъм е основна бариера за стабилността на терапевтичната siNNA. В киселинната среда на чернодробните лизозоми и лизозомите на хепатоцитите, ензимните активности - включително тези на лизозомната киселина фосфатаза - укрепват разграждането на siRNA. Това разграждане компрометира лизозомната стабилност и намалява прозореца за ефективно бягство от siRNA. Последните проучвания на състава на siRNA показват, че модулирането на активността на фосфатазата на лизозомната киселина може да смекчи катаболизма на лизозома, като по този начин запазва целостта на siRNA и подобрява доставката на siRNA и бягството на siRNA.

Използване на тритозомни модели в изследване на siRNA
В допълнение към конвенционалните лизозомни проучвания, изолираните тритозоми предлагат напреднал модел за оценка на лизозомното поведение. По -конкретно, тритозомите на черния дроб на плъхове - които са чернодробни лизозоми, заредени с не - йонни повърхностноактивни вещества - са били използвани като прогнозна in vitro система за изследване на лизозомния катаболизъм и стабилността на мембраната. Тези тритозомни модели дават възможност на изследователите да имитират и количествено определят ензимните процеси на разграждане, които влияят на стабилността на siRNA. Чрез включването на прозрения от проучванията на тритозомите на черния дроб на плъхове, учените могат по -добре да оптимизират стратегиите за формулиране, за да подобрят бягството на siRNA, в крайна сметка допринасяйки за по -ефективни терапевтици, базирани на РНК.

Метаболитна изследователска система и селекция на олигонуклеотиди

Както при традиционните лекарства с малки молекули, формулировки на siRNA изискват всеобхватни проучвания за метаболитна стабилност in vitro по време на предклинично развитие. Тези проучвания оценяват влиянието на лизозомния катаболизъм и ролята на фосфатазата на лизозомната киселина при разграждане на siRNA в чернодробните лизозоми и лизозомите на хепатоцитите. Акцентът се поставя върху оптимизиране на доставката на siRNA и осигуряване на стабилно бягство от siRNA. Различни тестови системи - като хомогенати на черния дроб, изолирани чернодробни лизозоми и първични хепатоцити - се използват за имитиране на чернодробната среда. Подобряването на лизозомната стабилност чрез тези оценки е от ключово значение за подобряване на ефективността на лекарствата на siRNA.

Заключение

SiRNA терапевтиците трансформират прецизната медицина, като позволяват насочено заглушаване на ген, въпреки че остават предизвикателства като лизозомно разграждане. Киселинните лизозоми и ензими като лизозомна киселина фосфатаза пречат на стабилността на siRNA, но иновации като гарнак - конюгати на siRNA и химически модификации (например 2 '- f/2' - ome, фосфоротиоат) подобряват издръжливостта и лизозомното бягство. Изследванията in vitro с чернодробни модели допълнително оптимизират тези състави, проправяйки пътя към по -ефективни лечения на базата на РНК -