Studie siRNA (oligo léčiva): Úloha galNAC - siRNA konjugáty v lysozomální stabilitě a dodávce siRNA pro překonání úniku siRNA

Klíčová slova: GalNAC - siRNA, Dodávka siRNA, siRNA Escape, lysozomy jater, lysozomy hepatocytů, tritosom, lysozomový katabolismus, lysozomální stabilita, fosfatáza lysozomální kyseliny

Iphase produkt

Zavedení
Terapeutika založená na RNA - se objevila jako transformační přístup při léčbě různých onemocnění prostřednictvím cíleného umlčení genu. Mezi těmito léčbami získávají léky na siRNA pozornost pro jejich zlepšenou specificitu a účinnost. Hlavní výzvou při dodání siRNA je zajištění efektivního úniku siRNA z endocytické dráhy před degradací v lysozomech jater a lysosomy hepatocytů. Studie in vitro se stále více zaměřují na to, jak formulace siRNA podporují únik siRNA při interakci s buněčnými složkami. Tato interakce zahrnuje kritické faktory, jako je lysozomový katabolismus, lysozomální stabilita a degradace fosfatázou lysozomální kyseliny. Optimalizace těchto parametrů je nezbytná pro zvýšení doručení siRNA a dosažení efektivního úniku siRNA.

Dodávka siRNA a lysozomální zachycení
Účinné dodávání siRNA do hepatocytů se často spoléhá na nosiče, jako jsou lipidové nanočástice (LNP) nebo konjugáty, jako jsou GalNAC - siRNA, které cílí na játra specifické receptory. Navzdory těmto inovacím je významná frakce siRNA obchodována na jaterní lysozomy a lysozomy hepatocytů, kde rychlý lysozomový katabolismus vede k degradaci. Kyselé prostředí, obohacené fosfatázou lysozomální kyseliny, zpochybňuje lysozomální stabilitu a brání útěku siRNA. Pro zlepšení terapeutických výsledků se výzkum siRNA zaměřuje na zvýšení úniku siRNA z těchto lysozomálních kompartmentů, čímž se zlepšuje celkové dodávání siRNA.

Mechanismus konjugátů GalNAC - siRNA

Konjugáty GALNAC - siRNA jsou slibným přístupem pro dodávání siRNA, využívající vysokou specificitu n - acetylgalaktosaminu (GALNAC) vazby na receptory asialoglykoproteinu (ASGPR) na hepatocytech. Tato interakce usnadňuje rychlou endocytózu, což umožňuje siRNA efektivně vstoupit do jaterních buněk. Po absorpci jsou konjugáty internalizovány pomocí klathrinových - potažených jám, uvolněných do buněčného lumenu a následně aktivují interferenci RNA (RNAi) disociací od jejich linkerů Sialyl - GalNAc.

Pro zvýšení stability a terapeutické účinnosti konjugátů GALNAC - siRNA se používá několik chemických modifikací:

• 2 '- f a 2' - Ome Modifications- Tyto modifikace zabraňují degradaci RNázy při zachování kompatibility s RNA interference (RNAI) a napodobující biofyzikální vlastnosti přirozené skupiny 2 '- OH.
• Modifikace fosforothioátu- Přidání skupin fosforothioátů na 5 'a 3' koncích pramene siRNA zvyšuje účinnost, stabilitu a trvanlivost RNAi in vivo.
• Optimalizované spouštěče RNAi- Mezi běžné návrhy siRNA patří 21/21 nukleotidová šablona s 19 páry bází a 3 'převisy a 21/23 nukleotidová šablona, ​​která má tupý 5' vodicí řetězce a 3 'přesah. Tyto optimalizace zlepšují účinnost siRNA a dlouhověkost.

Lysozomální bariéry
Cesta siRNA od podávání na místo působení v hepatocytech je plná překážek, zejména sekvestrace a degradace v jaterních lysozomech a lysozomech hepatocytů. Agresivní katabolismus lysozomů v těchto kompartmentech, částečně poháněný enzymy, jako je fosfatáza lysozomální kyseliny, ohrožuje lysozomální stabilitu a omezuje únik siRNA. Překonání těchto lysozomálních bariér je rozhodující pro úspěšné dodání siRNA. Pokroky v - technologii siRNA se zaměřují na modulaci lysozomového katabolismu, aby se zlepšila lysozomální stabilita a podpořila účinnější únik siRNA z jaterních lysozomů a lysozomů hepatocytů.

Lysozomový katabolismus a degradace siRNA
V hepatocytech je lysozomový katabolismus hlavní bariérou stability terapeutické siRNA. V rámci kyselého prostředí jaterních lysozomů a lysosomů hepatocytů, enzymatické aktivity - včetně aktivity lysozomální kyseliny fosfatázy - upevňují degradaci siRNA. Tato degradace ohrožuje lysozomální stabilitu a snižuje okno pro efektivní únik siRNA. Nedávné studie formulací siRNA prokázaly, že modulace aktivity fosfatázy lysozomální kyseliny může zmírnit katabolismus lysozomu, čímž zachovává integritu siRNA a zvyšuje dodávku siRNA a útěk siRNA.

Využití modelů tritosomů ve výzkumu siRNA
Kromě konvenčních lysozomálních studií nabízejí izolované tritosomy pokročilý model pro hodnocení lysozomálního chování. Konkrétně se jako prediktivní systém in vitro pro studium lysozomového katabolismu a membránové stability používají konkrétně krysí jaterní tritosomy - které jsou jaterní lysozomy naložené ne iontovými povrchově aktivními látkami. Tyto modely tritosomů umožňují vědcům úzce napodobovat a kvantifikovat procesy enzymatické degradace, které ovlivňují stabilitu siRNA. Začleněním poznatků ze studií Tritosome jater potkanů ​​mohou vědci lépe optimalizovat formulační strategie pro zvýšení úniku siRNA, což nakonec přispívá k účinnější RNA - terapeutice.

Metabolický výzkumný systém a výběr oligonukleotidů

Stejně jako u tradičních léčiv s malou molekulou vyžadují formulace siRNA komplexní studie metabolické stability in vitro během předklinického vývoje. Tyto studie hodnotí dopad lysozomového katabolismu a roli fosfatázy lysozomální kyseliny při degradující siRNA v jaterních lysozomech a lysozomech hepatocytů. Důraz je kladen na optimalizaci doručení siRNA a zajištění robustního úniku siRNA. K napodobení jaterního prostředí se používají různé testovací systémy - jako jsou homogenáty jater, izolované jaterní lysozomy a primární hepatocyty. Zvýšení lysozomální stability prostřednictvím těchto hodnocení je klíčem ke zlepšení výkonnosti léčiv siRNA.

Závěr

SiRNA Therapeutics transformuje přesný medicínu tím, že umožňuje cílené umlčení genu, ačkoli výzvy, jako je degradace lysozomální, zůstávají. Kyselé lysozomy a enzymy, jako je fosfatáza lysozomální kyseliny, brání stabilitě siRNA, ale inovace, jako jsou konjugáty GALNAC - siRNA a chemické modifikace (např. 2 '- f/2' - OME, fosforothioát) zlepšují trvanlivost a lysosomální útěk. Studie in vitro s jaterními modely dále optimalizují tyto formulace a vydláždí cestu pro účinnější ošetření založenou na RNA -.