Studiu siRNA (Oligo Drugs): Rolul Galnacului

Cuvinte cheie: Galnac - SiRNA, Livrare siRNA, Escape siRNA, lizozomi hepatici, lizozomi hepatocite, tritosom, catabolism lizozom, stabilitate lizozomală, acid lizozomal fosfatază

Produs ifazat

Introducere
Terapeutica bazată pe ARN - a apărut ca o abordare transformatoare în tratarea diverselor boli printr -o tăcere a genelor vizate. Printre aceste tratamente, medicamentele siRNA obțin atenție pentru specificitatea și eficacitatea lor îmbunătățite. O provocare majoră în livrarea siRNA este asigurarea scăpării eficiente ale siRNA de pe calea endocitară înainte de degradarea lizozomilor hepatici și a lizozomilor hepatocite. Studiile in vitro se concentrează din ce în ce mai mult pe modul în care formulările de siRNA promovează scăparea siRNA în timp ce interacționează cu componentele celulare. Această interacțiune implică factori critici, cum ar fi catabolismul lizozomului, stabilitatea lizozomală și degradarea prin fosfataza acidului lizozomal. Optimizarea acestor parametri este esențială pentru îmbunătățirea livrării de siRNA și obținerea unei evadări eficiente de siRNA.

Livrare siRNA și prindere lizozomală
Livrarea eficientă a siRNA la hepatocite se bazează adesea pe purtători precum nanoparticule lipidice (LNP) sau conjugate precum Galnac - siRNA, care vizează ficatul - receptori specifici. În ciuda acestor inovații, o fracțiune semnificativă de siRNA este traficată către lizozomi hepatici și lizozomi hepatocite, unde catabolismul rapid al lizozomului duce la degradare. Mediul acid, îmbogățit cu fosfataza acidului lizozomal, contestă stabilitatea lizozomală și împiedică scăparea siRNA. Pentru a îmbunătăți rezultatele terapeutice, cercetările privind siRNA se concentrează pe îmbunătățirea scăpării siRNA din aceste compartimente lizozomale, îmbunătățind astfel livrarea generală de siRNA.

Mecanismul conjugatelor Galnac - siRNA

Conjugatele Galnac - siRNA sunt o abordare promițătoare pentru livrarea de siRNA, folosind specificitatea ridicată a N - acetilgalactosaminei (GALNAC) care se leagă la receptorii de asialoglicoproteine ​​(ASGPR) pe hepatocite. Această interacțiune facilitează endocitoza rapidă, permițând siRNA să intre în celulele hepatice în mod eficient. La absorbție, conjugatele sunt interiorizate prin gropi acoperite cu clatrină, eliberate în lumenul celular și, ulterior, activează interferența ARN (ARN) prin disocierea de linkerii lor sialil - galnac.

Pentru a îmbunătăți stabilitatea și eficacitatea terapeutică a conjugatelor Galnac - siRNA, sunt utilizate mai multe modificări chimice:

• 2 '- F și 2' - OME Modificări- Aceste modificări împiedică degradarea RNasei, menținând în același timp compatibilitatea cu mașinile de interferență ARN (ARN), imitând proprietățile biofizice ale grupului natural de 2 '- OH.
• Modificări fosforotioate- Adăugarea grupurilor de fosforotioat la capetele 5 'și 3' ale catenelor de siRNA crește potența, stabilitatea și durabilitatea ARNi in vivo.
• Declanșatoare de RNAi optimizate- Proiectele de siRNA obișnuite includ șablonul de nucleotide 21/21 cu 19 perechi de baze și 3 'supraîncărcări și șablonul de nucleotid 21/23, care are un capăt de guide de 5' Ghid și o suprapunere de 3 '. Aceste optimizări îmbunătățesc eficacitatea și longevitatea siRNA.

Bariere lizozomale
Călătoria siRNA de la administrare la locul său de acțiune în hepatocite este plină de obstacole, în special sechestrarea și degradarea în lizozomi hepatici și lizozomi hepatocite. Catabolismul lizozomului agresiv în aceste compartimente, condus în parte de enzime precum fosfataza acidului lizozomal, compromite stabilitatea lizozomală și limitează scăparea siRNA. Depășirea acestor bariere lizozomale este esențială pentru livrarea cu succes a siRNA. Progresele tehnologiei - SiRNA se concentrează pe modularea catabolismului lizozomului pentru a spori stabilitatea lizozomală și pentru a promova o scăpare de siRNA mai eficientă atât din lizozomii hepatici, cât și din lizozomi de hepatocite.

Catabolismul lizozomului și degradarea siRNA
În hepatocite, catabolismul lizozom este o barieră majoră pentru stabilitatea siRNA terapeutică. În interiorul mediului acid al lizozomilor hepatici și al lizozomilor hepatocite, activitățile enzimatice - inclusiv cele ale fosfatazei acidului lizozomal - accelerează degradarea siRNA. Această degradare compromite stabilitatea lizozomală și reduce fereastra pentru o scăpare eficientă a siRNA. Studii recente asupra formulărilor de siRNA au demonstrat că modularea activității fosfatazei acidului lizozomal poate atenua catabolismul lizozomului, păstrând astfel integritatea siRNA și sporind livrarea de siRNA și scăparea siRNA.

Utilizarea modelelor Tritosom în cercetarea siRNA
În plus față de studiile lizozomale convenționale, tritozomii izolați oferă un model avansat pentru evaluarea comportamentului lizozomal. Mai exact, tritozomii hepatici de șobolan - care sunt lizozomi hepatici încărcați cu tensioactivi non -ionici - au fost folosiți ca un sistem predictiv in vitro pentru a studia catabolismul lizozomului și stabilitatea membranei. Aceste modele de tritosom permit cercetătorilor să imite îndeaproape și să cuantifice procesele de degradare enzimatică care au impact asupra stabilității siRNA. Prin încorporarea informațiilor din studiile tritosomului hepatic de șobolan, oamenii de știință pot optimiza mai bine strategiile de formulare pentru a îmbunătăți scăparea siRNA, contribuind în cele din urmă la terapeutice mai eficiente bazate pe ARN -

Sistemul de cercetare metabolică și selecția oligonucleotidelor

Ca și în cazul medicamentelor tradiționale cu molecule mici, formulările de siRNA necesită studii cuprinzătoare de stabilitate metabolică in vitro în timpul dezvoltării preclinice. Aceste studii evaluează impactul catabolismului lizozomului și rolul fosfatazei acidului lizozomal în degradarea siRNA în lizozomi hepatici și lizozomi hepatocite. Se pune accent pe optimizarea livrării siRNA și asigurarea unei scăpări robuste de siRNA. Diverse sisteme de testare - cum ar fi omogenul ficatului, lizozomii hepatici izolați și hepatocitele primare - sunt folosite pentru a imita mediul hepatic. Îmbunătățirea stabilității lizozomale prin aceste evaluări este esențială pentru îmbunătățirea performanței medicamentelor siRNA.

Concluzie

Terapeutica siRNA transformă medicina de precizie, permițând reducerea la tăcere a genelor vizate, deși rămân provocări precum degradarea lizozomală. Lizozomii și enzimele acide, cum ar fi fosfataza acidului lizozomal, împiedică stabilitatea siRNA, dar inovații precum conjugatele Galnac - siRNA și modificările chimice (de exemplu, 2 ”- f/2” - ome, fosforotioat) îmbunătățesc durabilitatea și scăparea lizozomală. Studiile in vitro cu modele hepatice optimizează și mai mult aceste formulări, deschizând calea pentru tratamente mai eficiente bazate pe ARN -