Kołowe RNA (circRNA)

Modalność

RNK kołowe (circRNA) zostały po raz pierwszy odkryte jako niekodujące RNA w 1979 roku; dopiero w 2015 roku zidentyfikowano transkrybowane circRNA w owadzie Drosophila, co spowodowało rozpoczęcie badań nad RNK kołowymi in vitro w celach leczniczych i profilaktycznych.

circRNA są samorozszerzalne i dlatego nie mają konwencjonalnej struktury, takiej jak kap czepek 5' lub ogon polyA 3'. Ta struktura sprawia, że są one bardziej stabilne i odporno na ekszonukleazy, takie jak RNase R.

Elementy strukturalne RNA kołowego (circRNA)

DNA szablonowy do syntezy circRNA zwykle zawiera sekwencję wejścia rybosomu wewnętrznego (IRES), otwarty ramkę czytelny (ORF) oraz inne elementy kluczowe dla cyrkulacji in vitro. Na przykład, zaprojektowaliśmy plazmid jako szablon transkrypcji in vitro (IVT), który składa się z ramion homologicznych, intronu 3', eksonu 3', IRES, ORF, eksonu 5' i intronu 5', aby przygotować circRNA metodami samo-sPLICING.

Wewnętrzny Lokus Wejścia Ribosomy (IRES) pełni ważne role w translacji cirRNA. IRES wirusa encefalokardiomyelitis (EMCV), IRES wirusa coxsackievirus B3 (CVB3), IRES wirusa człowieka rhinovirus B3 (HRV-B3) oraz inne IRES są powszechnie wykorzystywane do translacji in vitro syntezowanych cirRNA.

Cykliczna synteza in vivo liniowych prekursorów circRNA stanowi ważny etap w produkcji circRNA, zwykle za pośrednictwem ścieżek chemicznych, enzymatycznych i ribosomowo-mediatowanych samoreplikacji. Znana jako milowy kamień w tej dziedzinie, metoda chemiczna produkcyjna circRNA, która powstała w 1988 roku, nie jest już stosowana dzisiaj ze względu na jej wysoki koszt, niską wydajność, dużą liczbę produktów ubocznych oraz fakt, że jest odpowiednia tylko do cyklicznego przetwarzania RNA o długości do 70 nukleotydów.

Metody enzymatyczne cyklowania RNA opierają się na enzymach bakteriofagu T4 lub ribozymach, takich jak ligaza DNA T4 (T4 Dnl 1), ligaza RNA T4 1 (T4 Rnl 1) i ligaza RNA T4 2 (T4 Rnl 2). Aby utworzyć kołowe RNA za pomocą enzymów bakteriofagu T4, monofosfiany nukleozydowe muszą znajdować się na końcu 5' i być sprzęgane z grupą OH na końcu 3' RNA. Ponieważ podczas reakcji dodawane są trifosfiany nukleozydowe, RNA otrzymywany przez IVT zawiera guanosynę trifosforanową (GTP) na końcu 5'.

Ribozymy to sekwencje RNA, które promują samo-wycinanie, przekształcając liniowe molekuły RNA w circRNA bez potrzeby dodatkowych enzymów. Proces samo-zestawiania obejmuje dwie kolejne reakcje transestryfikacji w określonych miejscach, aby zapewnić powstanie pożądanych produktów cirRNA. Metoda samo-wycinania grupy I intronów, znana również jako PIE (inkapsulacja intronów i ekstronów), która umożliwia produkcję cirRNA dłuższych niż 5 kb, została szeroko badana i okazała się przydatna.

Zastosowanie kołowego RNA (circRNA)

Wakacje circRNA

Podobnie jak liniowe mRNA, circRNA mogą być przekształcane w określone białka w komórkach docelowych i wywoływać silną odporność cieczową i komókową. Ostatnio niektóre zespoły badawcze pomyślnie opracowały wakacje circRNA do zapobiegania COVID-19. Ich wyniki nie tylko posiadają zalety szczepionek z liniowym mRNA, ale również charakteryzują się lepszą stabilnością i dłuższą trwającą ekspresją białek niż liniowe mRNA. Dlatego szczepionki circRNA mogą wywoływać wystarczające odpowiedzi immunologiczne nawet w niskich dawkach.

Ponadto niektórynie badaczy uważają, że szczepionki circRNA, jako następne pokolenie mRNA, mogą stać się skutecznymi narzędziami w przyszłości do walki z częstymi chorobami wirusowymi/bakterialnymi i głównymi nowo wyłaniającymi się chorobami zakaźnymi, a także do leczenia raka i innych chorób.

CircRNA w terapii CAR/TCR-T

Jako pionier w dziedzinie kołowego RNA, ORNA rozwija terapię in situ z wykorzystaniem receptora chimericznego antygenowego (CAR) dla terapii lokalnej, która wykorzystuje ORN-101, kołowy RNA otoczony lipidną nanopczystką (LNP), aby modulować komórki układu odporności u pacjentów. ORN-101 prezentuje wysokie wyrażanie CAR napędzanego zoptymalizowanym elementem IRES. W modelach zwierzęcych stwierdzono, że ORN-101 powoduje hamowanie i niszczenie guzów, co sugeruje, że terapie onkologiczne oparte na ORN-101 mogą konkurować z tradycyjną terapią CAR-T.

Ponadto, Zhang i współpracownicy ocenili przetrwanie i efektywność leczniczą circRNA w terapiach TCR-T specyficznych dla antigenów. Zaprojektowali circRNA kodujący pp65-TCR-T skierowany przeciw epitopowi pp65 wirusa cytomagalowirusa (CMV). Ponadto, pokazano, że pp65-TCR jest wyrażany na komórkach T pierwotnych przez ponad 7 dni. Ponadto, komórki circRNA-pp65-TCR-T specyficznie i spójnie niszczyły komórki nowotworowe ekspresujące pp65 i HLA oraz istotnie przedłużały czas życia myszy.

Ponadto wykazano, że komórki transfekowane z pp65 circRNA wykazywały lepsze odpowiedzi immunologiczne w porównaniu do liniowego mRNA.

Yaohai’s Bio-Pharma Kompleksowe Rozwiązanie CRDMO dla Długiego RNA Kodującego

Produkty RNA z katalogu

Produkty mRNA z katalogu
Katalog produktów saRNA
Katalog produktów circRNA

Własna synteza RNA

Własna synteza mRNA
Niestandardowa synteza saRNA
Niestandardowa synteza circRNA

usługi CDMO mRNA

Rozwój procesu
Produkcja GMP
Sterylne wypełnianie i końcowe procedury
Analiza i Testy

Wszystkie kategorie

Kołowe RNA (circRNA)

Modalność