Применение аптамеров

Гравиметрические биосенсоры определяют концентрацию белка по изменению сигнала, зависящего от массы пробы, связанной с их активной поверхностью. Их можно разделить на сенсоры, использующие затухающие волны (поверхностный плазмонный резонанс (SPR), акустические сенсоры (QCM, SAW)) и микромеханические кантиливерные сенсоры (cantilever-based sensors). SPR-аптасенсоры детектируют изменение резонансного угла, возникающее при образовании комплекса аптамер-мишень. С использованием SPR-метода были созданы сенсоры на Tat белок ВИЧ-1 [132], прионовый белок (PrP) мыши [133] и фактор роста сосудистого эндотелия (VEGF) [134]. Микрогравиметрические методы анализа с применением QCM-аптасенсоров детектируют образование комплексов аптамер-мишень по изменению частоты резонансных колебаний кварцевых кристаллов. Уже созданы детектирующие системы такого типа для тромбина [135] и Tat белка ВИЧ-1 [132]. SAW-аптасенсоры также используют пьезоэлектрические кварцевые кристаллы. К таким аптасенсорам относятся системы детекции α-тромбина человека и белка Rev [136], комплекса α-тромбина и антитромбина III человека [137]. В случае кантиливерных сенсоров аптамер иммобилизуют на вершине кантиливера. При образовании комплекса аптамер-мишень кантиливер отклоняется от своего первоначального положения, что можно детектировать оптическими или электрохимическими методами. На основе таких аптасенсоров возможна детекция Taq ДНК полимеразы [138] и геликазы вируса гепатита С [139].

Аптамеры в качестве терапевтических средств

Аптамеры как терапевтические средства обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными лекарственными средствами. По своей высокой специфичности и сродству к мишеням аптамеры сравнимы с антителами, но превосходят их по целому ряду характеристик, таких как лучшая способность проникать через биологические мембраны из-за меньшего размера молекулы, низкая иммуногенность, а также возможность химического или химико-ферментативного синтеза в препаративных количествах. Действие аптамеров in vivo может быть пролонгировано или замедлено посредством соответствующих модификаций. Все аптамеры, обладающие терапевтическим действием, можно разделить по выполняемым ими функциям на несколько групп: аптамеры-ингибиторы, аптамеры-приманки, регулируемые аптамеры, мультивалентные аптамеры, аптамеры-доставщики. Рассмотрим каждую из указанных групп.

Аптамеры-ингибиторы подавляют действие молекул-мишеней, образуя с ними прочные комплексы. Одним из самых известных аптамеров-ингибиторов является Pegaptanib (препарат Macugen) [67, 109]. Pegaptanib с высокой аффинностью связывает фактор роста сосудистого эндотелия (VEGF). В 2004 году он прошел испытания FDA в качестве лекарственного препарата для лечения возрастной дегенерации макулы и на данный момент проходит клинические испытания в качестве лекарственного препарата для лечения диабетической ретинопатии. К аптамерам-ингибиторам, которые проходят клинические испытания, также относятся аптамеры к нуклеолину [140, 141], тромбину [142], фактору IXa [143, 144], фактору von Willebrand [143].

Высокий уровень аутоантител к ДНК характерен для пациентов, страдающих таким аутоиммунным заболеванием, как системная красная волчанка. В работе [18] описано получение РНК-аптамера к моноклональному аутоантителу G 6-9, который ингибировал связывание ДНК с аутоантителом. Эти данные говорят о возможности создания терапевтических препаратов на основе аптамеров к аутоантителам.