Кільцеві РНК (circRNA) були вперше виявлені як некодуючі РНК у 1979 році; лише в 2015 році транскрибовані circRNAs були знайдені у дрозофіли, що призвело до вивчення in vitro circRNAs для терапевтичних і профілактичних цілей.
circRNA є саморозширювальними і тому не мають звичайної структури, такої як 5' cap або 3' polyA tail. Ця структура робить їх більш стабільними та стійкими до екзонуклеаз, таких як РНКаза R.
Елементи структури кільцевої РНК (circRNA)
Матрична ДНК для синтезу circRNA зазвичай включає внутрішній сайт входу рибосоми (IRES), відкриту рамку зчитування (ORF) та інші, які є критичними для циркуляції in vitro. Наприклад, ми розробили плазміду як матрицю транскрипту in vitro (IVT), яка складається з гомологічних гілок, 3'-інтрона, 3'-екзону, IRES, ORF, 5'-екзону та 5'-інтрона, щоб підготувати circRNA шляхом самосплайсингу методи.
Внутрішній сайт входу в рибосому (IRES) виконує важливу роль у трансляції cirRNA. Вірус енцефаломіокардиту (EMCV) IRES, вірус Коксакі B3 (CVB3) IRES, риновірус людини B3 (HRV-B3) IRES та інші IRES зазвичай використовуються для трансляції синтезу cirRNA in vitro
Циклізація in vivo лінійних попередників circRNA забезпечує важливий крок у синтезі circRNA, як правило, через хімічні, ферментативні та опосередковані рибосомами шляхи самовідтворення. Відомий як віха в цій галузі, хімічний підхід до виробництва circRNA, започаткований у 1988 році, сьогодні більше не використовується через його високу вартість, низький вихід, велику кількість побічних продуктів і той факт, що він придатний лише для циклізації РНК довжиною до 70 нуклеотидів.
Ферментативні методи циклізації РНК базуються на ферментах бактеріофага Т4 або рибозимах, таких як ДНК-лігаза Т4 (T4 Dnl 1), РНК-лігаза Т4 1 (T4 Rnl 1) і РНК-лігаза 4 (T2 Rnl 4). Щоб утворити кільцеву РНК ферментами бактеріофага Т2, нуклеозидмонофосфати повинні бути розташовані на 4'-кінці та кон'юговані з OH-групою на 5'-кінці РНК. Оскільки під час реакції додаються нуклеозидтрифосфати, IVT РНК містить гуанозинтрифосфат (GTP) на 3'-кінці.
Рибозими — це послідовності РНК, які сприяють самосплайсингу шляхом перетворення лінійних молекул РНК у circRNA без необхідності додаткових ферментів. Процес самозбірки включає дві послідовні реакції переетерифікації в певних місцях, щоб переконатися, що потрібні продукти cirRNA утворюються. Метод самосплайсингу інтронів групи I, також відомий як PIE (інкапсуляція інтронів і екзонів), який дозволяє продукувати cirRNA довжиною понад 5 кб, був ретельно вивчений і виявився корисним.
Застосування кільцевої РНК (circRNA)
Вакцини CircRNA
Подібно до лінійних мРНК, circRNA можуть перетворюватися на певні білки в клітинах-мішенях і індукувати міцний гуморальний і клітинний імунітет. Нещодавно деякі дослідницькі групи успішно розробили вакцини circRNA для запобігання COVID-19. Їхні результати не тільки показали переваги лінійних мРНК-вакцин, але й продемонстрували кращу стабільність і більшу тривалість експресії білка, ніж лінійна мРНК. Таким чином, вакцини circRNA можуть викликати адекватні імунні відповіді навіть при низьких дозах.
Крім того, деякі дослідники вважають, що вакцини circRNA, як мРНК нового покоління, можуть стати ефективними інструментами в майбутньому для боротьби з поширеними вірусними/бактеріальними захворюваннями та основними новими інфекційними захворюваннями, а також для лікування раку та інших захворювань.
CircRNA у терапії CAR / TCR-T
Будучи піонером у галузі кільцевої РНК, ORNA розробляє in situ терапію химерним антигенним рецептором (CAR) для терапії in situ, яка використовує ORN-101, інкапсульовану в LNP кільцеву РНК, для модуляції імунних клітин у пацієнтів. ORN-101 демонструє високу експресію CAR, керовану оптимізованим елементом IRES. На тваринних моделях було показано, що ORN-101 індукує пригнічення та руйнування пухлини, що свідчить про те, що протипухлинні терапії на основі ORN-101 можуть заважати традиційній терапії CAR-T-клітинами.
Крім того, Zhang et al. оцінили життєздатність і терапевтичну ефективність circRNA в антиген-специфічних Т-клітинних рецепторах (TCR)-T терапії. Вони розробили circRNA, що кодує pp65-TCR-T, спрямовану на епітоп pp65 цитомегаловірусу (CMV). Крім того, показано, що pp65-TCR експресується на первинних Т-клітинах протягом більше 7 днів. Крім того, клітини circRNA-pp65-TCR-T спеціально і послідовно вбивали пухлинні клітини, що експресують pp65 і HLA, і значно подовжували час виживання мишей.
Було також показано, що клітини, трансфіковані circRNA pp65, показали кращі імунні відповіді порівняно з лінійною мРНК.
Універсальне рішення Yaohai Bio-Pharma CRDMO для довгокодованої РНК
EN
AR
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
НЕМАЄ
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
