Оптимизировать лиганд

оптимеры Лиганды- представляют собой короткие синтетические олигонуклеотидные молекулы, состоящие из ДНК или РНК , которые связываются с определенной молекулой-мишенью. Они созданы для связывания молекул-мишеней со сродством, обычно находящимся в низком наномолярном диапазоне. ^{[ 1 ]} Оптимеры можно использовать в качестве миметиков антител в ряде случаев. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} и были оптимизированы для повышения их стабильности, снижения молекулярной массы и обеспечения повышенной масштабируемости и постоянства производства по сравнению со стандартными аптамеров . молекулами ^{[ 5 ]}

Структура

Лиганды-оптимеры состоят из одноцепочечных полимеров ДНК или РНК. Эти молекулы нуклеиновой кислоты могут демонстрировать родственные пары оснований для образования участков двухцепочечной ДНК или РНК внутри молекул Optimer. Лиганды-оптимеры образуют вторичные и третичные структуры с совместимым внутренним спариванием оснований в определенных частях лиганда, где это возможно, в соответствии с конкретной последовательностью. Поскольку не все основания в последовательности Optimer будут совместимы для внутреннего двухцепочечного спаривания, одноцепочечные петлевые и выпуклые области останутся во вторичной и третичной структурах, где акцепторные и донорные группы водородной связи открыты и доступны для взаимодействия с ними. выбранная цель для поражения цели и привязки цели. ^{[ 5 ]}

Optimer Библиотека , проверенная на наличие конкретных связующих, состоит из 10 ¹⁴ последовательности, которые будут формировать различные вариабельные структуры, зависящие от последовательности. ^{[ 6 ]} Широкое разнообразие этой библиотеки обеспечивает целевое связывание с целым рядом различных молекул. Молекулы-оптимеры могут связывать щели и открытые эпитопы на белковых и клеточных мишенях, а также могут обволакивать небольшие молекулы-мишени. ^{[ 7 ]} Это позволяет расширить диапазон мишеней по сравнению с традиционной технологией антител , которая имеет ограничения в точном связывании мишеней с малыми молекулами. ^{[ 8 ]}

Поскольку технология Optimer основана на аптамерах, лиганды Optimer обладают способностью действовать как обратимые структурные переключатели , изменяя свою структуру при связывании целевой молекулы. Это обратимое связывание и высвобождение мишени означает, что лиганд Optimer регенерируется и может использоваться для непрерывного зондирования в реальном времени для биологического мониторинга. ^{[ 9 ]}

Разработка

следующего поколения Лиганды Optimer, разработанные как технология аптамеров , были созданы для улучшения производительности, технологичности и коммерциализации аптамеров. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

Оптимальные лиганды отбираются с помощью автоматизированного высокопроизводительного процесса скрининга in vitro . В платформу Optimer интегрированы 3 различные платформы обнаружения для оптимизации обнаружения в соответствии с типом цели. Начиная с разнообразной библиотеки потенциальных связывателей нуклеиновых кислот , библиотека Optimer уточняется и обогащается последовательностями, имеющими необходимые характеристики связывания, включая аффинность, специфичность, перекрестную реактивность и совместимость с буфером. Обогащенную популяцию Optimer впоследствии проверяют для выявления наиболее эффективной последовательности лиганда Optimer.

После выбора соответствующей последовательности идентифицированный оптимер подвергается процессу определения минимального олигонуклеотидного фрагмента в этой последовательности, который обладает правильными характеристиками связывания с мишенью. Optimer обрезается так, чтобы он содержал только эту последовательность, удаляя дополнительные свободные нуклеотидные основания, не связывающиеся с мишенью. Это снижает молекулярную массу Оптимера с 29 кДа до 5 кДа и повышает стабильность молекулы за счет снижения энтропии, поскольку устраняется дополнительное движение свободных нуклеотидов. ^{[ 5 ]}^{[ 1 ]}^{[ 6 ]}

Оптимизация платформы обнаружения

Для выбора Optimer используются три платформы обнаружения Optimer. ^{[ 7 ]} Каждая из платформ оптимизирована для выбора оптимизаторов в соответствии с типом цели:

Малые молекулы мишени ^{[ 4 ]}^{[ 2 ]}^{[ 12 ]}
Белковые мишени ^{[ 13 ]}
Клетки и ткани ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}

В рамках каждого процесса обнаружения Optimer выполняется несколько раундов отбора и встречного отбора. Каждый процесс обнаружения может быть адаптирован для включения конкретных мишеней, условий анализа и буфера для улучшения выбора Optimer.

Производство

Оптимальные лиганды получают методом твердофазного синтеза. Твердофазный химический синтез был изобретен в 1960-х годах Робертом Брюсом Меррифилдом , за что в 1984 году он был удостоен Нобелевской премии по химии . ^{[ 17 ]}

Твердофазный синтез проводится на твердой подложке, удерживаемой между фильтрами, в колонках, обеспечивающих свободное прохождение всех реагентов и растворителей. ^{[ 18 ]}

Твердофазный синтез имеет ряд преимуществ по сравнению с клеточным производством, которое обычно используется для реагентов, аффинных к белкам , таких как антитела:

большие излишки реагентов в растворе можно использовать для быстрого завершения реакций.
примеси и излишки реагентов смываются, и после производства требуется минимальная очистка
процесс поддается автоматизации на твердофазных синтезаторах с компьютерным управлением.
Простые, автоматизированные химические процессы делают производство масштабируемым и обеспечивают высокую стабильность от партии к партии.
отсутствие конкуренции за производственные площади на основе ячеек для обеспечения экономически эффективных производственных мощностей

Характеристики

Оптимальные лиганды представляют собой небольшие синтетические молекулы. Последовательность каждого изолированного оптимера известна, что обеспечивает надежность поставок. Эти синтетические антитела стабильны в течение многих лет при комнатной температуре без потери эффективности. ^{[ 19 ]} и не требуют холодовой цепи . логистики ^{[ 20 ]} Кроме того, они неиммуногенны. ^{[ 21 ]} ^{[ 20 ]}

Приложения

Технология Optimer была разработана и коммерциализирована компанией Aptamer Group, которая разрабатывает эти аффинные реагенты в качестве биотерапевтических и диагностических инструментов.

Терапия

Лиганды-оптимеры исследуются на предмет использования при открытии и разработке лекарств. Небольшой размер и профиль стабильности лигандов Optimer в сочетании с отсутствием иммуногенности придают этим молекулам хорошие лекарственные свойства. Подобно терапевтическим средствам на основе антител, терапевтические средства Optimer можно использовать в качестве прямых агонистов или антагонистов для разработки новых терапевтических фрагментов. ^{[ 16 ]} Кроме того, Optimers можно использовать в качестве конъюгатов для адресной доставки целого ряда лекарственных препаратов, таких как химиотерапевтические препараты , ^{[ 14 ]} подавляющая гены , терапия, ^{[ 22 ]} и радионуклиды .

разрабатываются терапевтические средства Optimer, В сотрудничестве с Cancer Research UK которые могут избирательно воздействовать на ключевой дефект гена для лечения хронического миеломоноцитарного лейкоза (ХММЛ) и других миелоидных злокачественных новообразований. ^{[ 16 ]}

Конъюгатная терапия Optimer разрабатывается в сотрудничестве с AstraZeneca. ^{[ 22 ]} и ПиноБио. ^{[ 14 ]}

Диагностика

Диагностика Optimer разрабатывается на ряде платформ, таких как биосенсоры, LFD и ELISA, для диагностики на месте. Текущие партнерства включают разработку LFD COVID-19 и быстрых тестов на антиген в дыхательном тесте. ^{[ 23 ]}^{[ 24 ]}^{[ 25 ]} биосенсорные тесты на загрязнение сточных вод, ^{[ 26 ]} биосенсорные тесты для мониторинга химиотерапевтических препаратов ^{[ 2 ]}^{[ 12 ]} и платформы открытия биомаркеров для поддержки открытия лекарств. ^{[ 27 ]}

Биопереработка

Многие партнеры исследуют оптимальные лиганды в качестве потенциальных аффинных лигандов для использования в биопереработке и в качестве важнейших реагентов для биоанализа. ^{[ 28 ]}^{[ 29 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б «Диагностические анализы на основе Rapid-Optimer™ для мониторинга концентрации антибиотиков» . Группа компаний «Аптамер» . 10 марта 2021 г. Проверено 30 июля 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Мауги, Р; Гэмбл, Б; Бунка, Д; Платт, М. (2021). «Простой анализ смещения аптамера на резистивном импульсном датчике для обнаружения малых молекул» . Таланта . 225 : 122068. doi : 10.1016/j.talanta.2020.122068 . ПМИД 33592786 . S2CID 231945556 . Проверено 1 июня 2021 г.
^ Сарелл, CJ; Караманос, ТК; Уайт, С.Дж.; Баркер, AM; Стокли, П.Г. (2014). «Выделение близкородственных предшественников амилоида с помощью аптамера РНК» . Журнал биологической химии . 289 (39): 26859–26871. дои : 10.1074/jbc.M114.595066 . ПМЦ 4175327 . ПМИД 25100729 . Проверено 4 мая 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Пушкашу, А; Занкетта, М; Посокко, Б; Бунка, Д; Стефано, Т; Тоффоли, Дж. (2021). «Разработка и проверка селективного аптасенсора SPR для обнаружения противоракового препарата иринотекан в образцах плазмы человека» . Аналитическая и биоаналитическая химия . 413 (4): 1225–1236. дои : 10.1007/s00216-020-03087-5 . HDL : 11368/3002248 . ПМИД 33404749 . S2CID 230782101 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Ускорение разработки быстрой диагностики с помощью реагентов Optimer™» . Ютуб . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 9 августа 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Быстрая идентификация и разработка селективных оптимизаторов SARS-CoV-2» . Группа компаний «Аптамер» . 11 декабря 2020 г. Проверено 3 августа 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Оптимальные цели» . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 7 декабря 2020 г.
^ Роджерс, Т; Бунка, Д (19 апреля 2021 г.). «Синтез новых решений для низкомолекулярных антител» . Мир открытия наркотиков .
^ «Стремление к новой парадигме в лечении заболеваний» (PDF) . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 4 июня 2021 г.
^ «Оптимеры как аптамеры нового поколения» . Ютуб . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 9 августа 2021 г.
^ «Платформа Оптимер» . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 26 июня 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Тартаджа, С; Менегелло, А; Беллотто, О; Поэтто, А.С.; Занкетта, М; Посокко, Б; Бунка, Д; Поло, Ф; Тоффоли, Дж. (2021). «Исследование SPR по терапевтическому мониторингу противоракового препарата иматиниба с селективными аптамерами, действующими в плазме человека» . Аналитик . 146 (5): 1714–1724. Бибкод : 2021Ана...146.1714Т . дои : 10.1039/D0AN01860K . ПМИД 33439175 . S2CID 230533207 .
^ «Октет исследования COVID-19» . Сарториус . Проверено 26 июня 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Aptamer Group и PinotBio сотрудничают в разработке новых конъюгатов терапевтических лекарств» . Новости Медицинские . 2 июня 2021 г. Проверено 02 июня 2021 г.
^ «Аптамер расширяет сотрудничество с AstraZeneca» . Контракт Фарма . Проверено 3 мая 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Aptamer Therapeutics и Cancer Research UK объявляют о партнерстве в рамках программы разработки лекарств» . Исследования рака Великобритании . Проверено 9 августа 2021 г.
^ «Нобелевская премия по химии 1984 года» . Нобелевская премия . Проверено 4 августа 2021 г.
^ «ТВЕРДОФАЗНЫЙ СИНТЕЗ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ» . atdbio . Проверено 9 августа 2021 г.
^ Бруно, JG (март 2017 г.). «Длительный срок хранения лиофилизированного ДНК-аптамерного маяка». Дж Флуоресцентный . 27 (2): 439–441. дои : 10.1007/s10895-016-2014-x . ПМИД 28039562 . S2CID 34438590 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Барнс, Э; Бунка, Д; Толли, А. (июль 2018 г.). «Целевое лечение». ЭБР : 38-44.
^ «Пакет одобрения лекарственного средства Макуген» . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . Проверено 9 августа 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Группа компаний Aptamer расширяет сотрудничество с AstraZeneca» . Химик-производитель . Проверено 3 апреля 2021 г.
^ «Aptamer Group и Mologic Ink заключили сделку по разработке теста на антиген коронавируса» . 360Dx . Проверено 2 декабря 2020 г.
^ «APTAMER GROUP И CYTIVA БУДУТ СОТРУДНИЧАТЬ В ПРОВЕДЕНИИ БЫСТРОГО ТЕСТИРОВАНИЯ НА COVID-19» . Инсайдерские СМИ . Проверено 3 июля 2020 г.
^ «Integumen представляет персонализированный дыхательный тест на Covid-19 в реальном времени» . Акции . Проверено 25 сентября 2020 г.
^ «DeepVerge готова развернуть систему заражения воды COVID-19 после завершения полевых испытаний» . Проактивные инвесторы . 24 июня 2021 г. Проверено 24 июня 2021 г.
^ «Aptamer Group и Valitacell разработают новую платформу для разработки лекарств» . Европейский фармацевтический производитель . 3 января 2020 г. Проверено 9 августа 2021 г.
^ «Гибкий мониторинг малых молекул с помощью аффинных реагентов к аптамерам с использованием биослойной интерферометрии» . Ютуб . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 01 марта 2021 г.
^ «Aptamer сотрудничает с Takeda для оценки технологии Optimer» . Медицинские изделия Н.С. 31 мая 2021 г. Проверено 31 мая 2021 г.

[monitoring-1] Перейти обратно: ^а ^б «Диагностические анализы на основе Rapid-Optimer™ для мониторинга концентрации антибиотиков» . Группа компаний «Аптамер» . 10 марта 2021 г. Проверено 30 июля 2021 г.

[simple_displacement-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с Мауги, Р; Гэмбл, Б; Бунка, Д; Платт, М. (2021). «Простой анализ смещения аптамера на резистивном импульсном датчике для обнаружения малых молекул» . Таланта . 225 : 122068. doi : 10.1016/j.talanta.2020.122068 . ПМИД 33592786 . S2CID 231945556 . Проверено 1 июня 2021 г.

[3] Сарелл, CJ; Караманос, ТК; Уайт, С.Дж.; Баркер, AM; Стокли, П.Г. (2014). «Выделение близкородственных предшественников амилоида с помощью аптамера РНК» . Журнал биологической химии . 289 (39): 26859–26871. дои : 10.1074/jbc.M114.595066 . ПМЦ 4175327 . ПМИД 25100729 . Проверено 4 мая 2021 г.

[SPR_aptasensor-4] Перейти обратно: ^а ^б Пушкашу, А; Занкетта, М; Посокко, Б; Бунка, Д; Стефано, Т; Тоффоли, Дж. (2021). «Разработка и проверка селективного аптасенсора SPR для обнаружения противоракового препарата иринотекан в образцах плазмы человека» . Аналитическая и биоаналитическая химия . 413 (4): 1225–1236. дои : 10.1007/s00216-020-03087-5 . HDL : 11368/3002248 . ПМИД 33404749 . S2CID 230782101 .

[accelerating-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Ускорение разработки быстрой диагностики с помощью реагентов Optimer™» . Ютуб . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 9 августа 2021 г.

[Rapid_Identification-6] Перейти обратно: ^а ^б «Быстрая идентификация и разработка селективных оптимизаторов SARS-CoV-2» . Группа компаний «Аптамер» . 11 декабря 2020 г. Проверено 3 августа 2021 г.

[Optimer_targets-7] Перейти обратно: ^а ^б «Оптимальные цели» . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 7 декабря 2020 г.

[8] Роджерс, Т; Бунка, Д (19 апреля 2021 г.). «Синтез новых решений для низкомолекулярных антител» . Мир открытия наркотиков .

[9] «Стремление к новой парадигме в лечении заболеваний» (PDF) . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 4 июня 2021 г.

[10] «Оптимеры как аптамеры нового поколения» . Ютуб . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 9 августа 2021 г.

[11] «Платформа Оптимер» . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 26 июня 2021 г.

[imatinib-12] Перейти обратно: ^а ^б Тартаджа, С; Менегелло, А; Беллотто, О; Поэтто, А.С.; Занкетта, М; Посокко, Б; Бунка, Д; Поло, Ф; Тоффоли, Дж. (2021). «Исследование SPR по терапевтическому мониторингу противоракового препарата иматиниба с селективными аптамерами, действующими в плазме человека» . Аналитик . 146 (5): 1714–1724. Бибкод : 2021Ана...146.1714Т . дои : 10.1039/D0AN01860K . ПМИД 33439175 . S2CID 230533207 .

[13] «Октет исследования COVID-19» . Сарториус . Проверено 26 июня 2021 г.

[Pinot_Bio-14] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Aptamer Group и PinotBio сотрудничают в разработке новых конъюгатов терапевтических лекарств» . Новости Медицинские . 2 июня 2021 г. Проверено 02 июня 2021 г.

[15] «Аптамер расширяет сотрудничество с AstraZeneca» . Контракт Фарма . Проверено 3 мая 2021 г.

[CRUK-16] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Aptamer Therapeutics и Cancer Research UK объявляют о партнерстве в рамках программы разработки лекарств» . Исследования рака Великобритании . Проверено 9 августа 2021 г.

[17] «Нобелевская премия по химии 1984 года» . Нобелевская премия . Проверено 4 августа 2021 г.

[18] «ТВЕРДОФАЗНЫЙ СИНТЕЗ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ» . atdbio . Проверено 9 августа 2021 г.

[19] Бруно, JG (март 2017 г.). «Длительный срок хранения лиофилизированного ДНК-аптамерного маяка». Дж Флуоресцентный . 27 (2): 439–441. дои : 10.1007/s10895-016-2014-x . ПМИД 28039562 . S2CID 34438590 .

[EBR-20] Перейти обратно: ^а ^б Барнс, Э; Бунка, Д; Толли, А. (июль 2018 г.). «Целевое лечение». ЭБР : 38-44.

[21] «Пакет одобрения лекарственного средства Макуген» . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . Проверено 9 августа 2021 г.

[AZ_extension-22] Перейти обратно: ^а ^б «Группа компаний Aptamer расширяет сотрудничество с AstraZeneca» . Химик-производитель . Проверено 3 апреля 2021 г.

[23] «Aptamer Group и Mologic Ink заключили сделку по разработке теста на антиген коронавируса» . 360Dx . Проверено 2 декабря 2020 г.

[24] «APTAMER GROUP И CYTIVA БУДУТ СОТРУДНИЧАТЬ В ПРОВЕДЕНИИ БЫСТРОГО ТЕСТИРОВАНИЯ НА COVID-19» . Инсайдерские СМИ . Проверено 3 июля 2020 г.

[25] «Integumen представляет персонализированный дыхательный тест на Covid-19 в реальном времени» . Акции . Проверено 25 сентября 2020 г.

[26] «DeepVerge готова развернуть систему заражения воды COVID-19 после завершения полевых испытаний» . Проактивные инвесторы . 24 июня 2021 г. Проверено 24 июня 2021 г.

[27] «Aptamer Group и Valitacell разработают новую платформу для разработки лекарств» . Европейский фармацевтический производитель . 3 января 2020 г. Проверено 9 августа 2021 г.

[28] «Гибкий мониторинг малых молекул с помощью аффинных реагентов к аптамерам с использованием биослойной интерферометрии» . Ютуб . Группа компаний «Аптамер» . Проверено 01 марта 2021 г.

[29] «Aptamer сотрудничает с Takeda для оценки технологии Optimer» . Медицинские изделия Н.С. 31 мая 2021 г. Проверено 31 мая 2021 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]