RNAs מעגליים (circRNAs) התגלו לראשונה כ-RNA שאינם מקודדים בשנת 1979; רק בשנת 2015 נמצאו circRNAs מתומללים ב-Drusophila, מה שהוביל למחקר של circRNAs במבחנה למטרות טיפוליות ומניעתיות.
circRNAs מתרחבים מעצמם ולכן אין להם מבנה קונבנציונלי כמו כובע 5' או זנב polyA 3'. מבנה זה הופך אותם ליציבים ועמידים יותר בפני אקסונוקלאזים כמו RNase R.
מרכיבי מבנה של RNA מעגלי (circRNA)
ה-DNA התבנית עבור סינתזת circRNA כולל בדרך כלל אתר כניסה לריבוזום פנימי (IRES), מסגרת קריאה פתוחה (ORF) ואחרים שהם קריטיים למחזור הדם במבחנה. לדוגמה, עיצבנו פלסמיד כתבנית תמליל במבחנה (IVT), המורכבת מזרועות הומולוגיה, אינטררון 3', אקסון 3', IRES, ORF, אקסון 5' ואינטרון 5', להכנת circRNA על ידי חיבור עצמי שיטות.
אתר כניסת ריבוזום פנימי (IRES) מבצע תפקידים חשובים בתרגום של cirRNAs. נגיף אנצפלומיוקרדיטיס (EMCV) IRES, coxsackievirus B3 (CVB3) IRES, rhinovirus B3 (HRV-B3) IRES ו-IRES אחרים נוצלו בדרך כלל לתרגום של סינתזה מבחנה של cirRNAs
מחזוריות in vivo של מבשרי ליניארי circRNA מספק שלב חשוב בסינתזה של circRNA, בדרך כלל באמצעות מסלולי שכפול עצמיים בתיווך כימי, אנזימטי וריבוזום. הידועה כאבן דרך בתחום, הגישה הכימית לייצור circRNA, שמקורה ב-1988, אינה בשימוש היום בגלל עלותה הגבוהה, התפוקה הנמוכה, המספר הגבוה של תוצרי לוואי, והעובדה שהיא מתאימה רק למחזור. RNA באורך של עד 70 נוקלאוטידים.
שיטות אנזימטיות למחזור RNA מבוססות על אנזימים או ריבוזימים של בקטריופאג' T4 כגון T4 DNA ligase (T4 Dnl 1), T4 RNA ligase 1 (T4 Rnl 1), ו-T4 RNA ligase 2 (T4 Rnl 2). כדי ליצור RNA מעגלי על ידי אנזימי בקטריופאג' T4, מונופוספטים נוקלאוזידים חייבים להיות ממוקמים בקצה 5' ומצומדים לקבוצת OH בקצה 3' של ה-RNA. מכיוון שנוקלאוזיד טריפוספטים מתווספים במהלך התגובה, IVT RNA מכיל גואנוזין טריפוספט (GTP) בקצה 5'.
ריבוזימים הם רצפי RNA המקדמים שחבור עצמי על ידי המרת מולקולות RNA ליניאריות ל-circRNA ללא צורך באנזימים נוספים. תהליך ההרכבה העצמית כולל שתי תגובות טרנסיפיקציה רצופות באתרים ספציפיים כדי לוודא שנוצרים תוצרי ה-cirRNA הרצויים. שיטת השחבור העצמי של intron group I, הידועה גם בשם PIE (Encapsulation intron and exon), המאפשרת ייצור של cirRNAs באורך של יותר מ-5 kb, נחקרה רבות והוכחה שימושית.
יישום של RNA מעגלי (circRNA)
חיסוני CircRNA
כמו mRNA ליניארי, ניתן להמיר circRNAs לחלבונים מסוימים בתאי מטרה ולעורר את החסינות ההומורלית והתאית החזקה. לאחרונה, ישנם כמה צוותי מחקר שפיתחו בהצלחה חיסוני circRNA למניעת COVID-19. התוצאות שלהם לא רק היו עם היתרונות של חיסוני mRNA ליניארי, אלא גם התהדרו ביציבות טובה יותר ומשך זמן ארוך יותר של ביטוי חלבון מאשר mRNA ליניארי. לכן, חיסוני circRNA יכולים לגרום לתגובות חיסוניות נאותות אפילו במינונים נמוכים.
בנוסף, חלק מהחוקרים חושבים שחיסוני circRNA, כ-mRNA של הדור הבא, עשויים להפוך בעתיד לכלים יעילים למלחמה במחלות נגיפיות/חיידקיות נפוצות ומחלות זיהומיות מתפתחות, כמו גם לטיפול בסרטן ובמחלות אחרות.
CircRNA בטיפול CAR / TCR-T
כחלוצה בתחום ה-RNA העגול, ORNA פיתחה טיפול ב-SITU כימרי אנטיגן רצפטור (CAR) לטיפול ב-in situ המנצל עם ORN-101, RNA מעגלי מכוסה LNP, כדי לווסת תאי חיסון בחולים. ORN-101 מציג ביטוי גבוה של ה-CAR המונע על ידי אלמנט IRES אופטימלי. במודלים של בעלי חיים, הוכח ש-ORN-101 גורם לדיכוי והרס גידולים, מה שמצביע על כך שטיפולים אנטי-סרטניים מבוססי ORN-101 עשויים להפריע לטיפול קונבנציונלי בתאי CAR-T.
בנוסף, Zhang et al. העריך את הכדאיות והיעילות הטיפולית של circRNAs בטיפולי קולטני T-תאי TCR (TCR)-T. הם תכננו circRNA המקודד ל-pp65-TCR-T המכוון לאפיטופ pp65 של ציטומגלווירוס (CMV). בנוסף, הוכח כי pp65-TCR מתבטא על תאי T ראשוניים במשך למעלה מ-7 ימים. בנוסף, תאי circRNA-pp65-TCR-T הרגו באופן ספציפי ועקבי תאי גידול המבטאים pp65 ו-HLA והאריכו משמעותית את זמן ההישרדות של עכברים.
כמו כן, הוכח שתאים שעברו טרנספוגציה ב-pp65 circRNA הציגו תגובות חיסוניות טובות יותר בהשוואה ל-mRNA ליניארי.
פתרון CRDMO One-Stop Bio-Pharma של Yaohai עבור RNA בקידוד ארוך
IW
EN
AR
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
לא
PL
PT
RO
RU
ES
SV
ID
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
TR
FA
AF
MS
BE
MK
UR
BN
