आण्विक थेरपीची मूलभूत तत्त्वे. ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सवर आधारित औषधे

जनुकांसाठी औषध

वैद्यांचे दीर्घकाळचे स्वप्न हे आहे की त्यांच्या विल्हेवाटीत असे पदार्थ असावेत जे विशिष्ट जनुकांवर कार्य करतील, म्हणजे. अनेक रोगांचे मूळ कारण. खरंच, अशा पदार्थांवर आधारित, औषधे तयार करणे शक्य आहे - वास्तविक "जादूच्या गोळ्या" ज्यामुळे मानवी शरीराला हानी न करता विविध संसर्गजन्य घटकांच्या आनुवंशिक सामग्रीवर परिणाम होऊ शकतो, तसेच घातक पेशींच्या वाढीस जबाबदार असलेल्या ऑन्कोजीनची क्रिया दडपली जाऊ शकते. अनुवांशिक सामग्रीवर थेट परिणाम करणारे अशा पदार्थांची निर्मिती हे आण्विक जीवशास्त्राच्या मुख्य कार्यांपैकी एक आहे, कारण त्यांचा उपयोग जनुकांच्या कार्यांचा अभ्यास करण्यासाठी आणि शेवटी, नंतरच्या कार्यावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

परंतु आपण इच्छित अनुवांशिक कार्यक्रम कसा बदलू शकता? शेवटी, सर्व जनुकांची रासायनिक रचना आणि रचना सारखीच असते: त्यांच्यातील फरक केवळ चार मोनोमेरिक ब्लॉक्सच्या बदलाच्या क्रमाने कमी केला जातो - न्यूक्लियोटाइड्स ए, टी, जी, सी. विशिष्ट जनुकावर कार्य करण्यासाठी, पदार्थाचे रेणू. हा न्यूक्लियोटाइड क्रम कसा तरी ओळखला पाहिजे - कार्य, पहिल्या दृष्टीक्षेपात, निराकरण करण्यायोग्य नाही.

परंतु त्याच्या निर्मितीच्या पहिल्या वर्षांत नोवोसिबिर्स्क अकादमगोरोडॉकमध्ये आलेल्या सायबेरियन रसायनशास्त्रज्ञांच्या गटाने अन्यथा विचार केला. निसर्गाद्वारे वापरल्या जाणार्‍या आण्विक ओळखीच्या तत्त्वावर आधारित, यूएसएसआर अकादमी ऑफ सायन्सेस (नोवोसिबिर्स्क) एन.आय. ग्रिनेवा आणि डी.जी. गटांच्या सायबेरियन शाखेच्या सेंद्रिय रसायनशास्त्र संस्थेचे कर्मचारी. ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सवरील पहिले काम 1967 मध्ये सायबेरियन रसायनशास्त्रज्ञांनी प्रकाशित केले होते - ही तारीख आज आण्विक जीवशास्त्र आणि फार्माकोलॉजीमध्ये नवीन दिशेच्या उदयाची अधिकृत तारीख मानली जाते.

ते पहिले होते

या प्रकल्पाची अंमलबजावणी, त्याच्या धाडसीपणामध्ये असामान्य (त्यावेळी, जगात कुठेही असे संशोधन करण्याची योजनाही नव्हती) सुरुवातीच्या टप्प्यावर तरुण कर्मचारी, पदवीधर विद्यार्थी आणि विद्यार्थ्यांच्या एका लहान गटाने केली होती. NSU. आम्हाला सुरुवातीपासूनच व्यावहारिकरित्या सुरुवात करावी लागली, कारण त्या वेळी त्यांना लक्षात येण्याजोग्या प्रमाणात ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचे संश्लेषण कसे करावे हे माहित नव्हते; कमी प्रमाणात न्यूक्लिक अॅसिड आणि त्यांचा क्रम निश्चित करण्यासाठी प्रभावी पद्धतीसह कार्य करण्यासाठी कोणतीही तांत्रिक साधने आवश्यक नव्हती. आंतरविद्याशाखीयतेमुळे आमच्या रसायनशास्त्रज्ञांनी या समस्यांचे निराकरण केले - सायबेरियन शाखेच्या क्रियाकलापांचा आधार बनलेल्या तत्त्वांपैकी एक.

एनआयओसीने न्यूक्लिक अॅसिडचे उत्पादन आयोजित केले, त्यांच्या रासायनिक बदलासाठी पद्धती विकसित केल्या; इन्स्टिट्यूट ऑफ न्यूक्लियर फिजिक्सच्या कर्मचार्‍यांसह, न्यूक्लिक अॅसिडचे विश्लेषण आणि त्यांच्या थोड्या प्रमाणात हाताळणीसाठी उपकरणे तयार करणे शक्य झाले आणि मॉस्को स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या केमिस्टसह त्यांनी ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचे स्वयंचलित सिंथेसायझर तयार करण्याचे काम सुरू केले. परिणामी, व्यावहारिकदृष्ट्या सर्व आवश्यक विश्लेषणात्मक पद्धती आणि साधने शास्त्रज्ञांच्या ताब्यात होती - जैविक संशोधन सुरू होऊ शकते.

प्रथम साध्या मॉडेल्सवर आणि नंतर नैसर्गिक न्यूक्लिक अॅसिडवर केलेल्या प्रयोगांतून असे दिसून आले की ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स खरोखरच उच्च प्रमाणात निवडकतेसह लक्ष्यित न्यूक्लिक अॅसिडशी संवाद साधतात. ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सशी प्रतिक्रियाशील गट जोडलेले असताना, लक्ष्यित न्यूक्लिक अॅसिडचे लक्ष्यित रासायनिक बदल घडतात. याशिवाय, हे अभिकर्मक प्राण्यांमधील विषाणूजन्य संसर्ग दडपण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात हे प्रथमच निदर्शनास आले आणि ते त्वचा आणि श्लेष्मल त्वचा इत्यादींद्वारे शरीरात प्रवेश करण्याची शक्यता सिद्ध झाली आहे.

ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सच्या जैविक प्रभावांवरील सुरुवातीच्या प्रकाशनांनी जगभरातील तज्ञांमध्ये मोठी उत्सुकता निर्माण केली. 1988 मध्ये, न्यूक्लिक अॅसिडच्या तुकड्यांवर आधारित जनुक-लक्ष्यित पदार्थांवरील जगातील पहिले परिसंवाद अकाडेमगोरोडॉक येथे आयोजित करण्यात आले होते. यूएसए, फ्रान्स आणि नंतर इतर देशांतील शास्त्रज्ञ अशा औषधांच्या निर्मितीच्या कामात सामील झाले; ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सवर आधारित उपचारात्मक औषधे तयार करण्याच्या उद्देशाने डझनभर कंपन्या उदयास आल्या आहेत.

पूरक औषध

तथाकथित अँटिसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स, व्हायरल आरएनए आणि काही सेल्युलर आरएनएच्या निवडक निष्क्रियतेसाठी डिझाइन केलेले, जीन-लक्ष्यित औषधांपैकी पहिले औषध बनले. सुरुवातीला, असे गृहित धरले गेले होते की या ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सशी प्रतिक्रियाशील गट जोडले जातील, ज्याने लक्ष्यित न्यूक्लिक अॅसिड रासायनिकरित्या सुधारित किंवा नष्ट केले पाहिजेत. तथापि, असे दिसून आले की लक्ष्यित आरएनएमध्ये ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सच्या संलग्नतेचा स्वतःवर इतका तीव्र प्रभाव पडतो की तो सेल्युलर एन्झाईम्सद्वारे त्याचा नाश करण्यास प्रवृत्त करू शकतो.

D. G. KNORRE - रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेसचे शिक्षणतज्ज्ञ, रासायनिक गतिशास्त्र, आण्विक जीवशास्त्र आणि जैवऑर्गेनिक रसायनशास्त्र क्षेत्रातील तज्ञ. नॅचरल पॉलिमरच्या रसायनशास्त्राच्या प्रयोगशाळेचे प्रमुख (1960-1984), बायोकेमिस्ट्री विभाग आणि न्यूक्लिक अॅसिड रसायनशास्त्र (1970-1984) यूएसएसआर अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या सायबेरियन शाखेच्या सेंद्रिय रसायनशास्त्र संस्थेच्या प्रयोगशाळेचे प्रमुख, संस्थेचे संचालक यूएसएसआर अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या सायबेरियन शाखेच्या बायोऑर्गेनिक रसायनशास्त्र आणि रशियन अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या सायबेरियन शाखेचे (1984-1996)

न्यूक्लिक अॅसिडची जैविक क्रिया दडपण्यासाठी न्यूक्लियोटाइड्स आणि न्यूक्लिक अॅसिडच्या वापरावर आधारित अँटीसेन्स पध्दती सजीवांमध्ये अनिष्ट माहितीच्या अंमलबजावणीला दडपून टाकण्यासाठी आवश्यक असलेल्या प्रकरणांमध्ये मनोरंजक संभावना देतात. सर्वप्रथम, अँटीव्हायरल आणि अँटीट्यूमर औषधांची नवीन पिढी तयार करण्याची शक्यता उघडते. अशा औषधांचा इतरांपेक्षा एक निर्विवाद फायदा आहे... सर्व ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स, त्यांचे लक्ष्य कितीही असले तरी, एकाच तंत्रज्ञानाचा वापर करून तयार केले जाऊ शकते. केवळ न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम बदलणे आवश्यक आहे. विशेषतः, व्हायरोलॉजी आणि ऑन्कोलॉजीमध्ये, एखाद्याला औषधांच्या प्रतिकारशक्तीच्या उदयासारख्या घटनेला सहसा सामोरे जावे लागते. हे बर्‍याचदा घडते कारण एकाच विषाणू कण किंवा कर्करोगाच्या एका पेशीमध्ये उत्परिवर्तन होते ज्यामुळे असा प्रतिकार होतो. इतर कोणत्याही परिस्थितीत, नवीन औषधाचा प्रायोगिक शोध सुरू केला पाहिजे. अँटिसेन्स इफेक्ट्सच्या बाबतीत, केवळ हे निर्धारित करणे आवश्यक आहे की व्हायरल जीनोम किंवा ऑन्कोजीनच्या संरचनेत कोणत्या बदलामुळे प्रतिकारशक्तीचा उदय झाला. त्यानंतर, त्याच युनिफाइड तंत्रज्ञानाचा वापर करून नवीन औषध कसे तयार करावे हे त्वरित स्पष्ट होते *.

* सोरोस शैक्षणिक जर्नल. - 1998. - 12. - सी. 25-31.

हस्तक्षेप करणारे आरएनए, आरएनए ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचे छोटे डबल-स्ट्रँडेड कॉम्प्लेक्स, जीन्स "बंद" करण्याचे सर्वात शक्तिशाली माध्यम ठरले. जेव्हा अशा कॉम्प्लेक्सचा सेलमध्ये परिचय केला जातो तेव्हा स्ट्रँडपैकी एक सेलच्या मेसेंजर आरएनएमध्ये त्याच्या पूरक क्रमाशी जोडतो. हे ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सशी संबंधित आरएनए कापणाऱ्या एन्झाईम्सच्या गटाचे कार्य सुरू करण्यासाठी सिग्नल म्हणून काम करते. परिणामी, विशिष्ट प्रोटीनच्या संश्लेषणाचा कार्यक्रम अदृश्य होतो.

2006 मध्ये, दोन अमेरिकन संशोधकांना RNA हस्तक्षेपाची यंत्रणा स्पष्ट करण्यासाठी फिजियोलॉजी किंवा मेडिसिनमधील नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. हस्तक्षेप करणार्‍या RNA वर आधारित जनुक अभिव्यक्ती नियामकांच्या निर्मितीमुळे ट्यूमर आणि विषाणूंसह जवळजवळ सर्व जनुकांची अभिव्यक्ती दडपणाऱ्या अत्यंत प्रभावी गैर-विषारी औषधांची विस्तृत श्रेणी मिळविण्यासाठी मोठ्या संधी उपलब्ध झाल्या आहेत.

योग्य उत्परिवर्तन

ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स किंवा त्यांच्या डेरिव्हेटिव्ह्जचा वापर करून डीएनएवर म्युटेजेनिक क्रिया करण्याच्या पद्धतींद्वारे तज्ञांचे लक्ष वेधले गेले आहे. यशस्वी झाल्यास, जे आज एक कल्पनारम्य दिसते ते वास्तविक होऊ शकते: सदोष अनुवांशिक कार्यक्रमांची दुरुस्ती.

हे आधीच प्रायोगिकरित्या सिद्ध झाले आहे की शॉर्ट ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स वापरून बिंदू उत्परिवर्तन अनुवांशिक प्रोग्राममध्ये सादर केले जाऊ शकतात. ते कसे करायचे? "चुकीचे" न्यूक्लियोटाइड ब्लॉक्स असलेले म्युटेजेनिक ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स सेलमध्ये आणले जातात, जिथे ते डीएनएसह एकत्र केले जातात. परिणामी, न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमांच्या काही भागांमध्ये “चुकीचे”, म्हणजे गैर-पूरक, बेस जोड्या दिसतात, ज्याला सेल्युलर डीएनए दुरुस्ती (“दुरुस्ती”) प्रणालीद्वारे नुकसान झाल्याचे समजते. अशा जोडीतील न्यूक्लियोटाईड्स रिपेरेटिव्ह एन्झाईम्सने अशा प्रकारे बदलले जातात की ते "योग्य", पूरक बनतात. या प्रकरणात, प्रतिस्थापन ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड अनुक्रमात आणि सेल्युलर डीएनएमध्येच होऊ शकते.

नंतरच्या प्रकरणात, आम्ही अनुवांशिक कार्यक्रमातील बदलाचा सामना करत आहोत, म्हणजेच उत्परिवर्तनासह. आणि जरी अशा उत्परिवर्तन प्रक्रियेची कार्यक्षमता सामान्यत: कमी असली तरी, ती नवीन सेल्युलर तंत्रज्ञानाच्या संदर्भात वापरली जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, काही आनुवंशिक विकार असलेल्या रुग्णाच्या स्टेम पेशींवर निवडक उत्परिवर्तनासह उपचार केले जाऊ शकतात आणि नंतर त्यापैकी ज्यामध्ये इच्छित उत्परिवर्तन झाले आहे (म्हणजे "दुरुस्त" अनुवांशिक कार्यक्रम असलेल्या पेशी) निवडल्या जाऊ शकतात, गुणाकार केल्या जाऊ शकतात. आणि शरीरात प्रवेश केला.

1967 oligonucleotides वर पहिले काम, जनुक-लक्ष्यित जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ प्रकाशित झाले.

अशा प्रकारे, सध्या अस्तित्वात असलेले ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स विविध स्तरांवर जनुकांचे "कार्य" नियंत्रित करण्यास सक्षम आहेत. अशा प्रकारे, उपरोक्त अँटीसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स आणि हस्तक्षेप करणारे आरएनए प्रोटीन संश्लेषणाच्या टप्प्यावर कार्य करतात, मेसेंजर आरएनएवर कार्य करतात - माहितीचे रेणू ज्यामध्ये पॉलीपेप्टाइड चेन एकत्र केले जातात. डीएनए सह कॉम्प्लेक्स तयार करणारे अँटिजेनिक ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स जीन अभिव्यक्ती दाबतात - मेसेंजर आरएनएची स्वतःची निर्मिती आणि ऍप्टॅमर ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स, ऍन्टीबॉडीजप्रमाणे, विशिष्ट प्रथिनांसह बंध तयार करू शकतात, त्यांना अवरोधित करतात. याव्यतिरिक्त, काही ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स रोगप्रतिकारक शक्तीला उत्तेजित करण्यास सक्षम आहेत - आज ते लसींचे घटक म्हणून वापरले जातात.

सध्या, ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स आणि त्यांच्या अॅनालॉग्सचा विकास आणि संश्लेषण मोठ्या संशोधन आणि औद्योगिक क्षेत्रांद्वारे केले जाते. तर, गेल्या वर्षी, केवळ संशोधनाच्या उद्देशाने असलेल्या ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सच्या बाजारपेठेचे प्रमाण $800 दशलक्षपेक्षा जास्त होते! रासायनिक सुधारित ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचे डझनभर नवीन प्रकार आता विकसित आणि संश्लेषित केले गेले आहेत आणि त्यांच्यावर आधारित अनेक अँटीव्हायरल आणि अँटी-इंफ्लेमेटरी औषधांची चाचणी केली जात आहे. रशियामध्ये या प्रकारचे संशोधन सध्या मुख्यत्वे रशियन अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या सायबेरियन शाखेच्या रासायनिक जीवशास्त्र आणि मूलभूत औषध संस्थेत केले जाते, जेथे शिक्षणतज्ज्ञ डी.जी. नोरचे विद्यार्थी आणि अनुयायी काम करतात.

चाळीस वर्षांपूर्वी सायबेरियन शाखेत उद्भवलेल्या कल्पनेची फलदायीता जीवनानेच सिद्ध केली. जीन-लक्ष्यित जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ तयार करण्यासाठी मूलभूत संरचना म्हणून न्यूक्लिक अॅसिडचे लहान तुकडे वापरणे, जवळजवळ कोणत्याही विषाणूविरूद्ध विशिष्ट औषधे त्वरीत विकसित करणे आणि उत्पादनात आणणे शक्य आहे. हे करण्यासाठी, केवळ विषाणूजन्य जनुकांच्या न्यूक्लियोटाइड क्रमाचा उलगडा करणे आवश्यक आहे, जे आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या मदतीने करणे सोपे आहे. या सार्वत्रिक दृष्टिकोनाला एक उत्तम भविष्य आहे: अलिकडच्या वर्षांत, विशेषत: साइट-निर्देशित म्युटाजेनेसिसवरील अभ्यासाचे परिणाम, आम्हाला नजीकच्या भविष्यात प्रभावी औषधांच्या उदयावर विश्वास ठेवण्यास अनुमती देतात जे अजूनही असाध्य मानल्या जाणार्‍या रोगांचा सामना करण्यासाठी.

"अँटीसेन्स" आरएनए (अँटीसेन्स आरएनए), ज्याचा वापर औषध म्हणून केला जाणार आहे, हा एक लहान (15-20 न्यूक्लियोटाइड्स) ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड आहे जो त्यास पूरक असलेल्या विशिष्ट mRNA साइटला बांधू शकतो आणि ते एन्कोड केलेल्या प्रोटीनचे भाषांतर रोखू शकतो, त्याद्वारे पॅथॉलॉजिकल प्रक्रिया दडपली जाते (चित्र 2).

सिंथेटिक "एंटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचा उपचारात्मक प्रभाव लक्ष्य एमआरएनएच्या प्रवेशयोग्य साइटसह त्यांच्या संकरीकरणाच्या विशिष्टतेवर, सेल्युलर न्यूक्लीजच्या कृतीला प्रतिकार आणि सेलमध्ये वितरण प्रणालीची उपस्थिती यावर अवलंबून असतो. 15-20-न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम उच्च विशिष्टतेसह अद्वितीय mRNA सह संकरित होतात. लक्ष्य mRNA संश्लेषित करणार्‍या सेल कल्चरचा वापर करून "एंटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सच्या संचाची चाचणी करून संभाव्य लक्ष्य साइट निर्धारित केल्या जातात. हे करण्यासाठी, सेल्युलर प्रथिनांचे इलेक्ट्रोफोरेटिक पृथक्करण केले जाते, ज्यामध्ये भाषांतर दरम्यान किरणोत्सर्गी लेबल समाविष्ट केले जाते आणि रेडिओऑटोग्राफीचा वापर करून, "एंटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सपैकी कोणत्या विशिष्ट प्रोटीनचे संश्लेषण कमी होते हे निर्धारित केले जाते. विविध आरएनए प्रतिलेखांमध्ये सर्वोत्तम लक्ष्य साइट निवडण्यासाठी कोणतेही सामान्य निकष नाहीत. ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स जे mRNA च्या 5' किंवा 3' टोकांना पूरक आहेत, एक्सॉन आणि इंट्रॉन सीमा आणि अगदी दुहेरी-अडकलेल्या प्रदेशांना देखील प्रभावी ठरू शकतात. अँटिसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स इंट्रासेल्युलर न्यूक्लीजद्वारे खराब होऊ शकतात, म्हणून नंतरच्या क्रियेपासून त्यांचे संरक्षण करणे महत्वाचे आहे जेणेकरून ते लक्ष्यासह संकरित करण्याची क्षमता गमावणार नाहीत. यासाठी, pyrimidine बेस, ribose किंवा deoxyribose ठराविक प्रकारे बदलता येतात (चित्र 3). अशा प्रकारे, सध्या मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणार्‍या “अँटीसेन्स” ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्समध्ये, फॉस्फोडीस्टर बाँडचा मुक्त ऑक्सिजन अणू एसएच गटाने बदलला जातो (चित्र 3B ), परिणामी थायोफॉस्फेट बाँड तयार होतो. अशाप्रकारे सुधारित ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स पाण्यात विरघळतात, नकारात्मक शुल्क घेतात आणि एंडोन्यूक्लीजद्वारे क्लीव्ह होत नाहीत. जेव्हा लक्ष्य साइटवर संकरित केले जाते, तेव्हा ते डुप्लेक्स तयार करतात जे रिबोन्यूक्लिझ (RNase) सक्रिय करतात, एक अंतर्जात एन्झाइम जो अशा संकरित रेणूमध्ये mRNA चा क्लीव्ह करतो. अशा ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सच्या पहिल्या नैदानिक चाचण्या - "पहिल्या पिढीच्या" औषधांवर केल्या गेल्या आहेत. सायटोमेगॅलव्हायरसचे आरएनए, मानवी इम्युनोडेफिशियन्सी व्हायरस, तसेच कर्करोग, आतड्यांसंबंधी रोग आणि इतर रोगांच्या विकासासाठी जबाबदार जनुकांचे एमआरएनए हे लक्ष्य आहेत.

फॉस्फोरामाइड आणि पॉलिमाइड (पेप्टाइड) बंधांसह संश्लेषित "अँटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स - पेप्टाइड न्यूक्लिक अॅसिड्स (पेप्टाइड न्यूक्लिक अॅसिड, पीएनए) (चित्र 3 व्ही आणि डी ). असे रेणू न्यूक्लीजच्या क्रियेला खूप प्रतिरोधक असतात. साखरेच्या अवशेषांच्या 2'-कार्बन अणूला जोडलेले रासायनिक गट आणि पायरीमिडीन्सचे C-5 अणू देखील अँटिसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचे संरक्षण करतात आणि लक्ष्य साइटवर त्यांचे बंधन सुलभ करतात (चित्र 3). 2डीआणि इ ). या आणि इतर बदलांचे सर्व फायदे आता गहनपणे अभ्यासले जात आहेत.

सेलमध्ये "अँटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचे प्रवेश त्यांना लिपोसोममध्ये ठेवून मोठ्या प्रमाणात सुलभ केले जाऊ शकते. ही अत्यंत कार्यक्षम वितरण प्रणाली कमी एकाग्रतेवर "अँटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचा वापर करण्यास परवानगी देते. तथापि, जर लिपोसोम विशिष्ट अवयवांच्या विशिष्ट पेशींच्या एपिटोप्ससाठी विशिष्ट ऍन्टीबॉडीजसह संयुग्मित केले जातात, तर "एंटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचे लक्ष्यित वितरण करणे शक्य होईल.

आयोजित प्रीक्लिनिकल चाचण्यांनी दर्शविले आहे की "अँटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स अतिशय प्रभावी औषधे आहेत. कोरोनरी आणि कॅरोटीड धमन्यांच्या स्टेनोसिसच्या उपचारांसाठी त्यांच्या वापराच्या शक्यतेचा अभ्यास केला गेला आहे, ज्यामुळे हृदयविकाराचा झटका आणि स्ट्रोक होतो. या प्रकरणांमध्ये, ते अनेकदा अँजिओप्लास्टीचा अवलंब करतात, बलून कॅथेटरचा वापर करून धमन्यांचा विस्तार करतात, परंतु सुमारे 40% रुग्णांमध्ये स्टेनोसिस 6 महिन्यांनंतर पुन्हा दिसून येते, कारण अँजिओप्लास्टी गुळगुळीत स्नायू पेशींचा प्रसार आणि आतील भागात आंतरकोशिक पदार्थाचा स्राव उत्तेजित करते. त्याच्या विस्ताराच्या ठिकाणी धमनीचा थर. एका प्रयोगात, अँजिओप्लास्टी नंतर उंदरांच्या कॅरोटीड धमन्यांमध्ये, थायोफॉस्फेट बॉन्डसह अँटीसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स, एमआरएनए एन्कोडिंग प्रथिनांना पूरक, सस्तन प्राण्यांच्या पेशी चक्रासाठी महत्त्वाच्या आहेत; परिणामी, आवर्ती स्टेनोसेसची वारंवारता 90% कमी झाली. गुळगुळीत स्नायू पेशींचा प्रसार एथेरोस्क्लेरोसिस, मधुमेह मेल्तिस, कोरोनरी बायपास शस्त्रक्रियेनंतरच्या गुंतागुंतांमध्ये देखील होतो. कदाचित, या सर्व राज्यांना समान मार्गांनी नियंत्रित केले जाऊ शकते.

अँटिसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचा वापर व्हायरल इन्फेक्शन आणि मलेरियावर उपचार करण्यासाठी देखील केला जाऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, "एंटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइडच्या तोंडी प्रशासनाचा वापर करून क्रॉन्स रोगाच्या उपचारासाठी पहिल्या टप्प्यातील क्लिनिकल चाचण्यांचे परिणाम लक्षात येण्याजोग्या दुष्परिणामांशिवाय स्पष्ट उपचारात्मक प्रभाव दर्शवितात. या प्रकरणात, इंटरसेल्युलर आसंजन प्रकार 1 साठी कोड केलेले लक्ष्य mRNA, जे क्रोहन रोग असलेल्या रुग्णांमध्ये जास्त प्रमाणात तयार होते. संधिवात, सोरायसिस आणि अल्सरेटिव्ह कोलायटिस यांसारख्या इतर दाहक रोगांच्या उपचारांसाठी समान ऑलिगोन्यूक्लियोटाइडच्या परिणामकारकतेचा शोध घेण्याचा हेतू आहे.

तत्वतः, "एंटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स क्रोमोसोमल टार्गेट डीएनए आणि ब्लॉक ट्रान्सक्रिप्शनसह तिहेरी हेलिक्स बनवू शकतात. तथापि, "अँटीजेनिक" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सची विशिष्टता अद्याप औषधांसाठी स्वीकारलेल्या मानकांची पूर्तता करत नाही.

04.07.2013 - 31.12.2013

संशोधन विषयावर आधुनिक साहित्याचे पद्धतशीर विश्लेषण केले गेले. प्रकल्प अंमलबजावणी करणार्‍यांच्या दृष्टीकोनातून, ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड डेरिव्हेटिव्ह्ज आणि त्यांचे एनालॉग्स, ज्यामध्ये अँटीव्हायरल आणि बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ क्रियाकलाप प्रदर्शित केला पाहिजे, सर्वात आशाजनक क्रम स्थापित केले गेले आहेत.
स्वयंचलित DNA/RNA सिंथेसायझर वापरून किंवा ठोस आधारावर मॅन्युअल सिंथेसिस मोडमध्ये सुधारित ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स आणि त्यांच्या संयुग्मांच्या संश्लेषणासाठी पद्धती विकसित केल्या गेल्या आहेत. दिलेल्या कार्यक्षमतेसह ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड डेरिव्हेटिव्ह्जच्या डिझाइनसाठी विविध दृष्टीकोन प्रस्तावित केले गेले आहेत, ज्यात आण्विक गतिशीलता पद्धतीचा वापर करून तयार केलेल्या डुप्लेक्सच्या संरचनेच्या आणि स्थिरतेच्या अंदाजात्मक विश्लेषणावर आधारित आहेत. इंटरन्यूक्लियोटाइड फॉस्फोडिस्टर ग्रुपच्या फॉस्फरस अणूमध्ये बदल करणार्‍या ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सच्या नवीन, पूर्वी वर्णन न केलेल्या डेरिव्हेटिव्ह्जच्या संश्लेषणासाठी एक पद्धत प्रस्तावित आहे.
जिवाणू पेशींमध्ये फ्लोरेसिन-लेबलयुक्त संयुगे प्रवेश करण्याच्या कार्यक्षमतेचे विश्लेषण करण्यासाठी एक तंत्र विकसित केले गेले आहे. फ्लू-(LR)4G-अमाइड पेप्टाइडचे सकारात्मक चार्ज केलेले डेरिव्हेटिव्ह स्यूडोमोनास एरुगिनोसामध्ये प्रभावीपणे प्रवेश करतात आणि जमा करतात, तर ट्रान्सपोर्ट पेप्टाइडशिवाय त्यात ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सच्या प्रवेशाची कार्यक्षमता कमी असते असे दिसून आले.
ICBFM SB RAS च्या बायोमेडिकल केमिस्ट्रीच्या प्रयोगशाळेच्या कार्यामध्ये सिंथेटिक आणि विश्लेषणात्मक अशा दोन्ही संशोधनादरम्यान विकसित केलेल्या सर्व पद्धती लागू केल्या जातात. प्राप्त झालेल्या सैद्धांतिक विकासाचा उपयोग शैक्षणिक अभ्यासक्रमांमध्ये केला जातो.
ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स मिळविण्यासाठी, वेगळे करण्यासाठी आणि वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी प्रयोगशाळेत तयार केलेला सिंथेटिक बेस रशियन फेडरेशनसाठी अद्वितीय आहे आणि संबंधित स्पेशलायझेशनच्या जगातील सर्वोत्तम संशोधन प्रयोगशाळांच्या पातळीच्या जवळ आहे. जैविक तज्ज्ञांचा सहभाग RNA-लक्ष्यित अँटीव्हायरल आणि अँटीबैक्टीरियल औषधे विकसित करण्याच्या दिशेने त्याच्या संशोधन अंमलबजावणीच्या संभाव्यतेच्या दृष्टीने प्रयोगशाळा अद्वितीय बनवते.

विस्तृत करा

01.01.2014 - 31.12.2014

i) स्यूडोमोनास एरुगिनोसा, साल्मोनेला टायफिमुरियम विरुद्ध ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड अॅनालॉग्स/ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड संयुग्मांच्या प्रतिजैविक क्रियाकलापांचे मूल्यांकन; स्टॅफिलोकोकस ऑरियस;
ii) इन्फ्लूएंझा व्हायरस WSN33/A/H1N1 विरुद्ध ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड अॅनालॉग्स/ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड संयुग्मांच्या अँटीव्हायरल क्रियाकलापाचे मूल्यांकन.
iii) ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड लीडर अॅनालॉग्सच्या अनुक्रमांची निवड जी इच्छित स्तरावर बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ किंवा अँटीव्हायरल क्रियाकलाप प्रदर्शित करते;
iv) ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड संयुग्मांच्या संश्लेषणासाठी प्रोटोकॉलचा विकास ज्यामध्ये गट आहेत जे युकेरियोटिक किंवा बॅक्टेरिया पेशींमध्ये त्यांच्या संचयनाची कार्यक्षमता वाढवतात.
iv) जिवाणू आणि युकेरियोटिक पेशींमध्ये विकसित संयुगे प्रवेश आणि जमा होण्याच्या कार्यक्षमतेचे मूल्यांकन.
v) तयार प्रयोगशाळा;
vi) वेब ऑफ सायन्स द्वारे अनुक्रमित वैज्ञानिक नियतकालिकांमधील लेख.
vii) कॉन्फरन्समधील अहवालांचे गोषवारे;
viii) शैक्षणिक अभ्यासक्रमांमध्ये सहभागाचा पुरावा;
ix) परिषद;

विस्तृत करा

01.01.2015 - 31.12.2015

3.1 स्यूडोमोनास एरुगिनोसा, साल्मोनेला टायफिमुरियम विरूद्ध लीडर सीक्वेन्स असलेल्या संयुगेची बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ क्रियाकलाप; स्टॅफिलोकोकस ऑरियस इन विट्रो (पेशी संस्कृतीत);
3.2 विट्रोमध्ये इन्फ्लूएंझा व्हायरसच्या विरूद्ध लीडर सीक्वेन्स असलेल्या संयुगेची अँटीव्हायरल क्रियाकलाप;

३.३. निवडलेल्या ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड analogues आणि conjugates च्या तांत्रिक आणि उपचारात्मक वैशिष्ट्ये, औषधांच्या व्यापारीकरणाचे मार्ग विचारात घेऊन, यासह:

3.3.1 विट्रो (सेल संस्कृतीत) आणि विवो (प्राणी मॉडेल्समध्ये) मध्ये ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड अॅनालॉग तयारीच्या बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ आणि अँटीव्हायरल क्रियाकलापांचे मूल्यांकन करण्यासाठी प्रमाणित प्रायोगिक पद्धतींची सूची;

3.3.3 निवडलेले ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड अॅनालॉग्स आणि संयुग्म, जे उच्च बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ आणि अँटीव्हायरल क्रियाकलापांच्या प्रकटीकरणासह, पेशींमध्ये प्रभावीपणे प्रवेश करण्यास आणि जमा करण्यास सक्षम आहेत, यासह:

3.3.2.1 सुधारित ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड अॅनालॉग्स आणि संयुग्मांसाठी सेल एंट्री आणि वितरण डेटा;
3.3.2.2 ऑप्टिमाइझ केलेले अर्ध-तयारी संश्लेषण, प्री- आणि पोस्ट-सिंथेटिक बदल, पृथक्करण आणि ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड अॅनालॉग्सचे परिमाणात्मक नियंत्रण बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ आणि अँटीव्हायरल क्रियाकलाप प्रदर्शित करते;
३.३.२.३. व्यावसायिक वापराच्या दृष्टीने बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ आणि अँटीव्हायरल क्रियाकलाप असलेल्या विकसित संयुगांचे मूल्यांकन.

3.4 अंतिम प्रकल्प अहवाल तयार;
3.5 तयार प्रयोगशाळा;

3.6 परिषदांमध्ये अहवालांचे गोषवारे;
3.7 शैक्षणिक अभ्यासक्रमांमध्ये सहभागाचे प्रमाणपत्र;

3.8 3वैज्ञानिक नियतकालिकांमधील लेख वेब ऑफ सायन्स मध्ये अनुक्रमित

एक्स विवो आणि व्हिव्होमध्ये जीन थेरपीच्या बहुतेक पद्धती क्लोन केलेल्या अनुवांशिक रचनांचा वापर करतात जे रुग्णाच्या शरीरात संश्लेषित नसलेल्या किंवा दोषपूर्ण स्वरूपात संश्लेषित केलेल्या प्रोटीनच्या कार्यात्मक स्वरूपाची जागा घेतात. तथापि, अनेक मानवी रोग (कर्करोग, जळजळ, विषाणूजन्य आणि परजीवी संसर्ग) याउलट, सामान्य प्रथिनांच्या अतिउत्पादनाशी संबंधित आहेत. या परिस्थितींवर उपचार करण्यासाठी थेरपी विकसित केली गेली आहे.

विशिष्ट oligonucleotides वापरून प्रणाली. असा छोटा ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड विशिष्ट जनुक किंवा mRNA मध्ये संकरित होऊ शकतो आणि ट्रान्सक्रिप्शन किंवा भाषांतराची पातळी कमी करू शकतो, ज्यामुळे पॅथॉलॉजीच्या संश्लेषणासाठी जबाबदार असलेल्या प्रथिनांचे प्रमाण कमी होते. एक ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड जो जनुकासह संकरित होतो आणि त्याचे लिप्यंतरण अवरोधित करतो त्याला "अँटीजेनिक" म्हणतात, आणि जो संबंधित mRNA सह संकरित होतो त्याला "अँटीसेन्स" (अँटीसेन्स आरएनए) म्हणतात. विशिष्ट जनुकांच्या लिप्यंतरणाच्या सक्रियतेस प्रतिबंध करण्यासाठी, विशेषत: डीएनए-बाइंडिंग प्रथिने (अॅक्टिव्हेटर प्रथिने) ला जोडणारे डबल-स्ट्रॅन्ड ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स देखील वापरले जाऊ शकतात. शेवटी, विशिष्ट mRNA आणि त्यावर संश्लेषित प्रोटीनचे प्रमाण कमी करण्यासाठी, ribozymes वापरले जाऊ शकतात - नैसर्गिक RNA अनुक्रम जे विशिष्ट RNA रेणूंना बांधतात आणि त्यांना कापतात.

भविष्यात, न्यूक्लिक अॅसिड-आधारित औषधांचा व्यापक वापर होण्याची शक्यता आहे, विविध "एंटीसेन्स" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड हे वैज्ञानिक संशोधन आणि क्लिनिकल चाचण्यांचे मुख्य उद्दिष्ट आहेत.

3.1 औषधे म्हणून अँटिसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स

5507 0

हे अनेक मार्गांनी साध्य केले जाऊ शकते: विशिष्ट जनुक किंवा mRNA सह संबंधित ऑलिगोन्यूक्लियोटाइडचे संकरीकरण, प्रोटीन ट्रान्सक्रिप्शन घटक अवरोधित करणे, RNA एन्झाईम्सच्या क्लीव्हेजच्या परिणामी mRNA चे प्रमाण कमी करणे इ. त्यापैकी काही तत्त्वांचा विचार करा.

रिबूलिगोन्यूक्लियोटाइड जो विशिष्ट mRNA ला बांधतो आणि त्याद्वारे एन्कोड केलेल्या प्रथिनाचे भाषांतर रोखतो त्याला "antisense" mRNA म्हणतात. ही यंत्रणा जीन्सचे नियमन करण्यासाठी काही जीवाणू वापरतात (चित्र 3.20). प्रॅक्टिसमध्ये, कृत्रिमरित्या तयार केलेली जीन्स वापरली जातात, ज्यामध्ये डीएनए इन्सर्ट अशा अभिमुखतेमध्ये असते की त्यांचे प्रतिलेख लक्ष्य mRNA (चित्र 3.21) च्या संदर्भात अँटिसेन्स असतात.

तांदूळ. ३.२०. अँटिसेन्स आरएनए द्वारे बॅक्टेरियोफेरिटिन (बीएफआर) जनुकाचे नियमन

तांदूळ. ३.२१. सिंथेटिक अँटिसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइडद्वारे एमआरएनए भाषांतराचा प्रतिबंध

हे सिद्ध झाले आहे की सिंथेटिक अँटीसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सचा वापर केला जाऊ शकतो, तथापि, त्यांचा उपचारात्मक प्रभाव सेल्युलर न्यूक्लीजच्या क्रियेवरील प्रतिकार, वितरण प्रणाली आणि त्यांच्या संकरीकरणाच्या विशिष्टतेवर जोरदारपणे अवलंबून असेल. विशिष्ट mRNA वर सर्वात प्रभावी लक्ष्य साइट निश्चित करण्यासाठी, लक्ष्य mRNA संश्लेषित करणार्‍या पेशींच्या संस्कृतीसह 15-20 बेस लांब अँटीसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सच्या संचाची चाचणी केली जाते. संश्लेषित प्रथिनांची रचना इलेक्ट्रोफोरेसीसद्वारे निर्धारित केली जाते आणि हे स्थापित केले जाते की कोणत्या ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड परिचयामुळे लक्ष्य प्रोटीनचे संश्लेषण कमी होते.

न्यूक्लीज क्लीवेजपासून संरक्षण करण्यासाठी, सुधारित ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स संश्लेषित केले जातात, संकरित करण्याची क्षमता गमावत नाहीत. अंजीर वर. 3.22 सुधारित न्यूक्लियोटाइड्सची संरचना दर्शविते, ज्याच्या प्रभावीतेचा सखोल अभ्यास केला जात आहे. उदाहरणार्थ, असे दिसून आले आहे की ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स फॉस्फोडीस्टर बाँडच्या मुक्त ऑक्सिजनच्या बदली सल्फर (रचना b) सह प्रभावीपणे पूरक लक्ष्य RNA सह संकरित होतात आणि परिणामी RNA-DNA डुप्लेक्स इंट्रासेल्युलर रिबोन्यूक्लीज H सक्रिय करतात.

हे अंतर्जात एंझाइम अशा संकरीत आरएनए अनुक्रमाचे हायड्रोलायझेशन करते. अशा ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्ससह, आशादायक क्लिनिकल चाचण्या आधीच केल्या गेल्या आहेत, ज्यामध्ये सायटोमेगॅलॉइरस, एचआयव्ही आणि कर्करोगाच्या विकासासाठी जबाबदार असलेल्या काही आरएनएचे लक्ष्य होते.

तांदूळ. ३.२२. ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड बदल: a - सामान्य फॉस्फोडीस्टर बाँड; b - थायोफॉस्फेट बाँड; c - फॉस्फामाइड बाँड; d - 2"-0-मिथाइलरिबोज; e - C-5-प्रॉपिनाइलसाइटोसिन

अँटिसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सच्या प्रभावी वितरणासाठी, ते सहसा लिपोसोममध्ये पॅक केले जातात, ज्यामध्ये विशिष्ट लिगँड्ससह सुधारित केले जाते जे लक्ष्यित वितरण प्रदान करतात (आम्ही हे तंत्र आधीच पाहिले आहे जेव्हा आम्ही उपचारात्मक जनुकांच्या नॉन-व्हायरल वितरणाच्या पद्धतींचा विचार केला आहे). आजपर्यंत, अनेक चाचण्या केल्या गेल्या आहेत आणि व्हायरल इन्फेक्शन आणि मलेरियाच्या उपचारांसाठी गुळगुळीत स्नायू पेशींचा अवांछित प्रसार (अँजिओप्लास्टी, कोरोनरी बायपास शस्त्रक्रिया, एथेरोस्क्लेरोसिस) रोखण्यासाठी अँटिसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सची उच्च उपचारात्मक परिणामकारकता दिसून आली आहे. .

राइबोझाईम्सच्या कृतीचे आणि संरचनेचे सिद्धांत - न्यूक्लीज क्रियाकलाप असलेले नैसर्गिक आरएनए, अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. ३.२३.
असे आढळून आले आहे की हे लहान-अडकलेले RNA त्यांच्या mRNA क्लीव्ह करून विषाणूजन्य जीन्स, ऑन्कोजीन, वाढीचे घटक आणि इतर उपचारात्मकदृष्ट्या महत्त्वाच्या जनुकांची अभिव्यक्ती प्रभावीपणे दाबण्यास सक्षम आहेत. सब्सट्रेट-बाइंडिंग क्रम बदलून, विशिष्ट mRNA साठी विशिष्ट रिबोझाइम्स मिळवणे शक्य आहे. उत्प्रेरक डोमेनला एन्कोडिंग करून सिंथेटिक oligodeoxyribonucleotide च्या लिप्यंतरणाद्वारे आणि त्याच्या बाजूला असलेल्या प्रदेशांना संकरित करून रिबोझाइम्स थेट सेलमध्ये संश्लेषित केले जाऊ शकतात.

तांदूळ. ३.२३. ribozymes द्वारे mRNA चे विच्छेदन. बाण क्लीवेज साइट दर्शवितो.

असा ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड युकेरियोटिक अभिव्यक्ती वेक्टरमध्ये घातला जातो आणि सेलमध्ये ठेवला जातो. परिणामी आरएनए उत्स्फूर्तपणे एक सक्रिय रचना प्राप्त करतो, तथाकथित हॅमरहेड आकार. विविध रचना आणि क्रियाकलापांचे अनेक राइबोझाइम्स रासायनिक संश्लेषित केले गेले आहेत. उदाहरणार्थ, रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेस (नोवोसिबिर्स्क) च्या सायबेरियन शाखेच्या रासायनिक जीवशास्त्र आणि प्रायोगिक औषध संस्थेच्या न्यूक्लिक अॅसिडच्या प्रयोगशाळेत, वाढीव क्रियाकलाप आणि स्थिरतेसह सिंथेटिक राइबोझाइम्स मिळविण्यासाठी अनेक वर्षे संशोधन केले जात आहे.

इंट्रासेल्युलर न्यूक्लीजद्वारे अकाली क्लीव्हेजपासून संरक्षण वाढविण्यासाठी, राइबोझाइमचे विविध डेरिव्हेटिव्ह मिळवले जातात - मेथिलेटेड 2 "-हायड्रॉक्सिल (चित्र 3.22, डी) गट, बायनरी स्ट्रक्चर्स इ. सह. राइबोझाइम रेणूची रचना F च्या प्रभावीतेवर लक्षणीय परिणाम करते. 3.24 विविध संरचनांच्या संश्लेषित राइबोझाईमसह mdr1 mRNA क्लीवेजचे गतीशास्त्र दाखवते.

तांदूळ. ३.२४. सुधारित बायनरी (1,3) आणि पूर्ण-लांबीच्या (2,4) राइबोझाइम्ससह MDR1 mRNA च्या 190-mer 5'-टर्मिनल फ्रॅगमेंटचे क्लीवेज: a - वेगळ्या विशिष्ट साइटसह RNA रचना; b - क्लीवेज उत्पादनांचे संचय ( A.G. Venyaminova, IBKhiFM, Novosibirsk द्वारे प्रदान केलेले साहित्य)

आण्विक थेरपीमध्ये एक विशेष स्थान तथाकथित प्रोड्रग सक्रियकरण पद्धतींनी व्यापलेले आहे. उदाहरणार्थ, कर्करोगासाठी जीन थेरपीच्या पद्धतींपैकी एक म्हणजे हर्पस सिम्प्लेक्स व्हायरस एचएसव्हीटीके द्वारे आधीच नमूद केलेल्या थायमिडीन किनेज जनुकाचे उत्पादन गॅन्सिक्लोव्हिर (जीसीव्ही, ग्वानोसिनचे व्युत्पन्न) च्या सक्रिय डेरिव्हेटिव्हचा वापर करून ट्यूमर पेशींचा नाश करणे. आम्हाला

ट्यूमर पेशी HSVtk जनुकाच्या सहाय्याने व्हिव्होमध्ये सक्रिय प्रवर्तकाच्या अंतर्गत संक्रमित केल्या जातात आणि काही दिवसांनंतर, गॅन्सिक्लोव्हिर प्रशासित केले जाते, जे व्हायरल थायमिडीन किनेज ते मोनोफॉस्फेट आणि नंतर यजमान सेल किनेसद्वारे ट्रायफॉस्फेटमध्ये फॉस्फोरिलेटेड केले जाते. हे व्युत्पन्न डीएनए पॉलिमरेझला प्रतिबंधित करते आणि डीएनए संश्लेषण थांबवते, ज्यामुळे वाढणाऱ्या पेशींचा मृत्यू होतो. इंटरसेल्युलर संपर्कांद्वारे, गॅन्सिक्लोव्हिर ट्रायफॉस्फेट शेजारच्या अपरिवर्तित पेशींमध्ये प्रवेश करतो आणि अशा प्रकारे अतिरिक्त दहा ट्यूमर पेशी नष्ट करतो.

स्वतःच्या पेशीच्या मृत्यूस कारणीभूत असलेल्या जनुकाला "आत्महत्या" जनुक म्हणतात (आमच्या बाबतीत ते थायमिडीन किनेज जनुक आहे), आणि "प्रॉड्रग" हा शब्द औषधाच्या निष्क्रिय स्वरूपाचा संदर्भ देतो (या प्रकरणात ते आहे. ganciclovir). हा दृष्टीकोन जनुक एक्टिवेटर-प्रोड्रग संयोजनाचे इतर प्रकार तयार करण्यासाठी वापरला गेला आहे, परंतु GCV-HSVtk प्रणालीची परिणामकारकता अनेक प्रीक्लिनिकल चाचण्यांमध्ये आधीच सिद्ध झाली आहे.

जीन थेरपी ही एक नवीन वैद्यकीय शिस्त आहे, ज्याची निर्मिती आपल्या डोळ्यांसमोर होत आहे. काही यश आणि आशादायक शक्यता असूनही, अनेक आव्हाने आहेत ज्यांवर मात करणे बाकी आहे.

काही समस्या औषध आणि आण्विक जीवशास्त्राच्या पलीकडे आहेत. हे नैतिक आणि राजकीय मुद्दे आहेत. आपण आधीच लक्षात घेतल्याप्रमाणे, आम्ही केवळ सोमाटिक पेशींसाठी अनुवांशिक थेरपीच्या पद्धतींचा विचार केला. याचा अर्थ असा की केलेल्या दुरुस्त्या एका विशिष्ट अवयव किंवा ऊतीपुरती मर्यादित आहेत, "दुरुस्त" जनुक पुढील पिढीकडे जाणार नाहीत. जंतू पेशी (शुक्राणू किंवा अंडी) किंवा फलित पेशींच्या जीनोटाइपमधील बदल पिढ्यानपिढ्या पुढे जाणे आवश्यक आहे.

सध्या, सोमाटिक पेशींच्या जनुक थेरपीला वैद्यकीय हस्तक्षेपाची मानक पद्धत म्हणून वर्गीकृत केले जाते. याउलट, जर्म सेल जीन थेरपी ही तांत्रिकदृष्ट्या खूपच गुंतागुंतीची, समस्याप्रधान आणि अप्रत्याशित आहे. त्यामुळे या क्षेत्रातील प्रयोगांना अनेक देशांमध्ये बंदी आहे.

80 च्या शेवटी. युनायटेड स्टेट्समध्ये, सोमॅटिक सेल अनुवांशिक थेरपीच्या क्षेत्रात नियमांची स्थापना करण्यात आली आहे. ते रुग्णांची निःपक्षपाती आणि प्रातिनिधिक निवड आणि त्यांची जागरूकता (उपचार किती धोकादायक आहे, त्याच्या यशाची संभाव्यता काय आहे, इ.), रुग्ण आणि केलेल्या अभ्यासांबद्दल माहितीची गोपनीयता, हानी न करता सर्व हाताळणी योग्यरित्या अंमलात आणण्याची हमी देतात. , दोन्ही विशिष्ट रुग्णांसाठी आणि सर्वसाधारणपणे मानवी लोकसंख्येसाठी.

दैहिक पेशींच्या उपचारांमुळे स्थितीत सुधारणा होते आणि अनुवांशिक रोग असलेल्या रूग्णांचे आयुष्य लक्षणीय वाढवते, परंतु "सुधारित" जनुक वारशाने मिळत नाही, असे मानले जाते की यामुळे अनुवांशिक रोगांचे संचय होऊ शकते. मानवी लोकसंख्या. तथापि, लोकसंख्येच्या अनुवांशिकतेनुसार, प्रभावी उपचारांच्या परिणामी हानिकारक जनुकांच्या वारंवारतेत लक्षणीय वाढ होण्यास हजारो वर्षे लागतात.

वर. व्होइनोव, टी.जी. व्होलोव्हा