Kruhové RNA (circRNAs) byly poprvé objeveny jako nekódující RNA v roce 1979; až v roce 2015 byly nalezeny transkribované circRNA u Drosophila, což vedlo ke studiu in vitro circRNA pro terapeutické a preventivní účely.
circRNA jsou samoexpandibilní, a proto nemají konvenční strukturu, jako je 5' čepička nebo 3' polyA ocas. Tato struktura je činí stabilnějšími a odolnějšími vůči exonukleázám, jako je RNáza R.
Strukturní prvky kruhové RNA (circRNA)
Templátová DNA pro syntézu circRNA typicky zahrnuje vnitřní místo vstupu ribozomu (IRES), otevřený čtecí rámec (ORF) a další, které jsou kritické pro cirkulaci in vitro. Například jsme navrhli plazmid jako templát in vitro transkriptu (IVT), který se skládá z homologních ramen, 3' intronu, 3' exonu, IRES, ORF, 5' exonu a 5' intronu, pro přípravu circRNA samosestřihem. metody.
Internal Ribosome Entry Site (IRES) hraje důležitou roli při translaci cirRNA. Virus encefalomyokarditidy (EMCV) IRES, coxsackievirus B3 (CVB3) IRES, lidský rhinovirus B3 (HRV-B3) IRES a další IRES byly běžně využívány pro translaci in vitro syntézy cirRNA
In vivo cyklizace lineárních prekurzorů circRNA poskytuje důležitý krok v syntéze circRNA, obvykle prostřednictvím chemických, enzymatických a ribozomů zprostředkovaných autoreplikačních drah. Chemický přístup k produkci circRNA, známý jako milník v oboru, vznikl v roce 1988, se dnes již nepoužívá kvůli jeho vysoké ceně, nízkému výnosu, vysokému počtu vedlejších produktů a skutečnosti, že je vhodný pouze pro cyklizaci. RNA až do délky 70 nukleotidů.
Enzymatické metody pro cyklizaci RNA jsou založeny na bakteriofágových T4 enzymech nebo ribozymech, jako je T4 DNA ligáza (T4 Dnl 1), T4 RNA ligáza 1 (T4 Rnl 1) a T4 RNA ligáza 2 (T4 Rnl 2). Pro vytvoření kruhové RNA pomocí bakteriofágových enzymů T4 musí být nukleosidové monofosfáty umístěny na 5' konci a konjugovány s OH skupinou na 3' konci RNA. Protože se během reakce přidávají nukleosidtrifosfáty, IVT RNA obsahuje guanosintrifosfát (GTP) na 5' konci.
Ribozymy jsou sekvence RNA, které podporují vlastní sestřih převáděním lineárních molekul RNA na circRNA bez potřeby dalších enzymů. Proces samosestavení zahrnuje dvě po sobě jdoucí transesterifikační reakce na konkrétních místech, aby se zajistilo, že se vytvoří požadované produkty cirRNA. Metoda samo sestřihování intronů skupiny I, známá také jako PIE (zapouzdření intronů a exonů), která umožňuje produkci cirRNA delších než 5 kb, byla rozsáhle studována a osvědčila se jako užitečná.
Aplikace cirkulární RNA (circRNA)
Vakcíny CircRNA
Stejně jako lineární mRNA mohou být circRNA přeměněny na určité proteiny v cílových buňkách a indukovat silnou humorální a buněčnou imunitu. V poslední době existuje několik výzkumných týmů, které úspěšně vyvinuly circRNA vakcíny k prevenci COVID-19. Jejich výsledky měly nejen výhody lineárních mRNA vakcín, ale také se chlubily lepší stabilitou a delším trváním proteinové exprese než lineární mRNA. Vakcíny circRNA proto mohou vyvolat adekvátní imunitní reakce i při nízkých dávkách.
Někteří vědci se navíc domnívají, že cirRNA vakcíny jako mRNA nové generace se mohou v budoucnu stát účinnými nástroji pro boj s běžnými virovými/bakteriálními onemocněními a hlavními nově se objevujícími infekčními chorobami, stejně jako pro léčbu rakoviny a dalších onemocnění.
CircRNA v terapii CAR / TCR-T
Jako průkopník v oblasti cirkulární RNA vyvíjí ORNA in situ terapii chimérickým antigenním receptorem (CAR) pro in situ terapii, která využívá s ORN-101, cirkulární RNA zapouzdřenou v LNP, k modulaci imunitních buněk u pacientů. ORN-101 představuje vysokou expresi CAR řízenou optimalizovaným prvkem IRES. Na zvířecích modelech se ukázalo, že ORN-101 indukuje supresi a destrukci nádoru, což naznačuje, že protirakovinné terapie založené na ORN-101 mohou interferovat s konvenční terapií CAR-T buňkami.
Kromě toho Zhang a kol. hodnotili životaschopnost a terapeutickou účinnost circRNA v terapiích T-buněčného receptoru specifického pro antigen (TCR)-T. Navrhli circRNA kódující pp65-TCR-T zacílený na pp65 epitop cytomegaloviru (CMV). Navíc se ukázalo, že pp65-TCR je exprimován na primárních T buňkách po dobu více než 7 dnů. Kromě toho buňky circRNA-pp65-TCR-T specificky a konzistentně zabíjely nádorové buňky exprimující pp65 a HLA a významně prodloužily dobu přežití myší.
Bylo také ukázáno, že buňky transfekované pp65 circRNA vykazovaly lepší imunitní reakce ve srovnání s lineární mRNA.
Řešení Yaohai Bio-Pharma One-Stop CRDMO pro dlouho kódující RNA
EN
AR
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NE
PL
PT
RO
RU
ES
SV
IW
ID
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
TR
FA
AF
MS
BE
MK
UR
BN
