Аптамеры: проблемы, пути их решения и перспективы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Аптамеры – короткие одноцепочечные олигонуклеотиды, способные с высокой аффинностью и специфичностью связываться с молекулами различной природы. Когда почти четверть века назад была разработана технология получения аптамеров, сразу же предположили, что она может послужить революционизирующим началом для решения многих проблем диагностики и терапии разнообразных заболеваний. Многочисленные попытки практического использования аптамеров, хотя и были иногда успешными, однако в целом результаты оказались значительно скромнее, чем ожидалось. Настоящий обзор посвящен главным образом не успехам в использовании аптамеров, а тем проблемам, которые затрудняют их широкое применение в терапии и диагностике, и тем подходам, которые могут существенно повлиять на расширение областей применения аптамеров.

Полный текст

Aptamers: Problems, Solutions and Prospects

×

Об авторах

А. В. Лахин

Институт молекулярной генетики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: lahin9@mail.ru
Россия

В. З. Тарантул

Институт молекулярной генетики РАН

Email: lahin9@mail.ru
Россия

Л. В. Генинг

Институт молекулярной генетики РАН

Email: lahin9@mail.ru
Россия

Список литературы

  1. Gilbert W. // Nature 1986, V.319, P.618
  2. Gold L., Janjic N., Jarvis T., Schneider D., Walker J.J., Wilcox S.K., Zichi D. // Cold Spring. Harb. Perspect. Biol. 2012, V.4, P.a003582
  3. Cheng L.K., Unrau P.J. // Cold Spring. Harb. Perspect. Biol. 2010, V.2, P.a002204
  4. Song K.M., Lee S., Ban C. // Sensors (Basel). 2012, V.12, P.612-631
  5. Burnett J.C., Rossi J.J. // Chem. Biol. 2012, V.19, P.60-71
  6. Conrad R.C., Giver L., Tian Y., Ellington A.D. // Meth. Enzymol. 1996, V.267, P.336-367
  7. Kulbachinskiy A.V. // Biochemistry (Moscow). 2007, V.72, P.1505-1518
  8. Bouchard P.R., Hutabarat R.M., Thompson K.M. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2010, V.50, P.237-257
  9. Cibiel A., Pestourie C., Ducongé F. // Biochimie. 2012, V.94, P.1595-1606
  10. Yang L., Zhang X., Ye M., Jiang J., Yang R., Fu T., Chen Y., Wang K., Liu C., Tan W. // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2011, V.63, P.1361-1370
  11. Ellington A.D., Szostak J.W. // Nature 1990, V.346, P.818-822
  12. Tuerk C., Gold L. // Science. 1990, V.249, P.505-510
  13. Hermann T., Patel D.J. // Science. 2000, V.287, P.820-825
  14. Nakamura Y., Ishiguro A., Miyakawa S. // Genes Cells. 2012, V.17, P.344-364
  15. Marimuthu C., Tang T.H., Tominaga J., Tan S.C., Gopinath S.C. // Analyst. 2012, V.137, P.1307-1315
  16. Mascini M., Palchetti I., Tombelli S. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2012, V.51, P.1316-1332
  17. Liu J., You M., Pu Y., Liu H., Ye M., Tan W. // Curr. Med. Chem. 2011, V.18, P.4117-4125
  18. Feldheim D.L., Eaton B.E. // ACS Nano. 2007, V.1, P.154-159
  19. Zaher H.S., Unrau P.J. // RN A. 2007, V.13, P.1017-1026
  20. Yan X., Gao X., Zhang Z. // Genomics Proteomics Bioinformatics. 2004, V.2, P.32-42
  21. Kuwahara M., Sugimoto N. // Molecules. 2010, V.15, P.5423-5444
  22. Li N., Nguyen H.H., Byrom M., Ellington A.D. // PLoS One. 2011, V.6, P.e20299
  23. Derbyshire N., White S.J., Bunka D.H., Song L., Stead S., Tarbin J., Sharman M., Zhou D., Stockley P.G. // Anal. Chem. 2012, V.84, P.6595-6602
  24. Lebars I., Richard T., Di Primo C., Toulmé J.J. // Blood Cells Mol. Dis. 2007, V.38, P.204-209
  25. Hernandez F.J., Stockdale K.R., Huang L., Horswill A.R., Behlke M.A., McNamara J.O. 2nd. // Nucl. Acid Ther. 2012, V.22, P.58-68
  26. Siddiqui M.A., Keating G.M. // Drugs. 2005, V.65, P.1571-1579
  27. Mayer G. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2009, V.48, P.2672-2689
  28. Nitsche A., Kurth A., Dunkhorst A., Pänke O., Sielaff H., Junge W., Muth D., Scheller F., Stöcklein W., Dahmen C. // BMC Biotechnol. 2007, V.7, P.48
  29. Mori Y., Nakamura Y., Ohuchi S. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012, V.420, P.440-443
  30. Di Giusto D.A., Knox S.M., Lai Y., Tyrelle G.D., Aung M.T., King G.C. // Chembiochem. 2006, V.7, P.535-544
  31. Levin A.A. // Biochim. Biophys. Acta. 1999, V.1489, P.69-84
  32. Eulberg D., Klussmann S. // ChemBioChem. 2003, V.4, P.979-983
  33. Turner J.J., Hoos J.S., Vonhoff S., Klussmann S. // Nucleic Acids Research 2011, V.39, P.e147
  34. Hafner M., Vianini E., Albertoni B., Marchetti L., Grune I., Gloeckner C., Famulok M. // Nature Protocols 2008, V.3, P.579-587
  35. Yamazaki S., Tan L., Mayer G., Hartig J.S., Song J.N., Reuter S., Restle T., Laufer S.D., Grohmann D., Krausslich H.G. // Chem. Biol. 2007, V.14, P.804-812
  36. Pasut G., Veronese F.M. // J. Control. Release. 2012, V.161, P.461-472
  37. Milla P., Dosio F., Cattel L. // Curr. Drug Metab. 2012, V.13, P.105-119
  38. Tan L., Neoh K.G., Kang E.T., Choe W.S., Su X. // Macromol. Biosci. 2011, V.11, P.1331-1335
  39. Boomer R.M., Lewis S.D., Healy J.M., Kurz M., Wilson C., McCauley T.G. // Oligonucleotides. 2005, V.15, P.183-195
  40. Rusconi C.P., Roberts J.D., Pitoc G.A., Nimjee S.M., White R.R., Quick G. Jr., Scardino E., Fay W.P., Sullenger B.A. // Nat. Biotechnol. 2004, V.22, P.1423-1428
  41. Rusconi C.P., Scardino E., Layzer J., Pitoc G.A., Ortel T.L., Monroe D., Sullenger B.A. // Nature 2002, V.419, P.90-94
  42. Bompiani K.M., Monroe D.M., Church F.C., Sullenger B.A. // J. Thromb. Haemost. 2012, V.10, P.870-880
  43. Oney S., Lam R.T., Bompiani K.M., Blake C.M., Quick G., Heidel J.D., Liu J.Y., Mack B.C., Davis M.E., Leong K.W. // Nat. Med. 2009, V.15, P.1224-1228
  44. Bompiani K.M., Woodruff R.S., Becker R.C., Nimjee S.M., Sullenger B.A. // Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, V.13, P.1924-1934
  45. Davis M.E., Pun S.H., Bellocq N.C., Reineke T.M., Popielarski S.R., Mishra S., Heidel J.D. // Curr. Med. Chem. 2004, V.11, P.179-197
  46. Mao H.Q., Leong K.W. // Adv. Genet. 2005, V.53, P.275-306
  47. Joachimi A., Mayer G., Hartig J.S. // J. Am. Chem. Soc. 2007, V.129, P.3036-3037
  48. Buff M.C., Schäfer F., Wulffen B., Müller J., Pötzsch B., Heckel A., Mayer G. // Nucleic Acids Research 2010, V.38, P.2111-2118
  49. Brieke C., Rohrbach F., Gottschalk A., Mayer G., Heckel A. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2012, V.51, P.8446-8476
  50. Good P.D., Krikos A.J., Li S.X., Bertrand E., Lee N.S., Giver L., Ellington A., Zaia J.A., Rossi J.J., Engelke D.R. // Gene Ther. 1997, V.4, P.45-54
  51. Ausländer D., Wieland M., Ausländer S., Tigges M., Fussenegger M. // Nucleic Acids Research 2011, V.39, P.e155
  52. Chaloin L., Lehmann M.J., Sczakiel G., Restle T. // Nucleic Acids Research 2002, V.30, P.4001-4008
  53. Mi J., Zhang X., Rabbani Z.N., Liu Y., Su Z., Vujaskovic Z., Kontos C.D., Sullenger B.A., Clary B.M. // Nucleic Acids Research 2006, V.34, P.3577-3584
  54. Mayer G., Blind M., Nagel W., Böhm T., Knorr T., Jackson C.L., Kolanus W., Famulok M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001, V.98, P.4961-4965
  55. Davydova A.S., Vorobjeva M.A., Venyaminova A.G. // Acta Naturae. 2011, V.3, №4(11), P.12-29
  56. Meyer C., Eydeler K., Magbanua E., Zivkovic T., Piganeau N., Lorenzen I., Grötzinger J., Mayer G., Rose-John S., Hahn U. // RN A Biol. 2012, V.9, P.67-80
  57. Zhao Y., Duan S., Zeng X., Liu C., Davies N.M., Li B., Forrest M.L. // Mol. Pharm. 2012, V.9, P.1705-1716
  58. Min K., Jo H., Song K., Cho M., Chun Y.S., Jon S., Kim W.J., Ban C. // Biomaterials. 2011, V.32, P.2124-2132
  59. Liu Y., Kuan C.T., Mi J., Zhang X., Clary B.M., Bigner D.D., Sullenger B.A. // Biol. Chem. 2009, V.390, P.137-144
  60. Sun W., Du L., Li M. // Curr. Pharm. Des. 2011, V.17, P.80-91
  61. Ye M., Hu J., Peng M., Liu J., Liu J., Liu H., Zhao X., Tan W. // Int. J. Mol. Sci. 2012, V.13, P.3341-3353
  62. Göringer H.U. // Trends Parasitol. 2012, V.28, P.106-113
  63. Moreno M., González V.M. // Curr. Med. Chem. 2011, V.18, P.5003-5010
  64. Wan Y., Liu Y., Allen P.B., Asghar W., Mahmood M.A., Tan J., Duhon H., Kim Y.T., Ellington A.D., Iqbal S.M. // Lab. Chip. 2012, V.12, P.4693-4701
  65. Sheng W., Chen T., Kamath R., Xiong X., Tan W., Fan Z.H. // Anal. Chem. 2012, V.84, P.4199-4206
  66. Javier D.J., Nitin N., Levy M., Ellington A., Richards-Kortum R. // Bioconjug. Chem. 2008, V.19, P.1309-1312
  67. Khan S.A., Kanchanapally R., Fan Z., Beqa L., Singh A.K., Senapati D., Ray P.C. // Chem. Commun. (Camb.) 2012, V.48, P.6711-6713
  68. Kanoatov M., Javaherian S., Krylov S.N. // Anal. Chim. Acta. 2010, V.681, P.92-97
  69. Javaherian S., Musheev M.U., Kanoatov M., Berezovski M.V., Krylov S.N. // Nucleic Acids Research 2009, V.37, P.e62
  70. Han B., Zhao C., Yin J., Wang H. // J. Chromatogr. B Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2012, V.903, P.112-117
  71. Arnau J., Lauritzen C., Petersen G.E., Pedersen J. // Protein Expr. Purif. 2006, V.48, P.1-13
  72. Mi J., Liu Y., Rabbani Z.N., Yang Z., Urban J.H., Sullenger B.A., Clary B.M. // Nat. Chem. Biol. 2010, V.6, P.22-24
  73. Gening L.V., Klincheva S.A., Reshetnjak A., Grollman A.P., Miller H. // Nucleic Acids Research 2006, V.34, P.2579-2586
  74. Lakhin A.V., Kazakov A.A., Makarova A.V., Pavlov Y.I., Efremova A.S., Shram S.I., Tarantul V.Z., Gening L.V. // Nucl. Acid Ther. 2012, V.22, P.49-57
  75. Cox J.C., Ellington A.D. // Bioorg. Med. Chem. 2001, V.9, P.2525-2531
  76. Eulberg D., Buchner K., Maasch C., Klussmann S. // Nucleic Acids Research 2005, V.33, P.e45
  77. Berezovski M., Drabovich A., Krylova S.M., Musheev M., Okhonin V., Petrov A., Krylov S.N. // J. Am. Chem. Soc. 2005, V.127, P.3165-3171
  78. Drabovich A.P., Berezovski M., Okhonin V., Krylov S.N. // Anal. Chem. 2006, V.78, P.3171-3178
  79. Soontornworajit B., Wang Y. // Anal. Bioanal. Chem. 2011, V.399, P.1591-1599
  80. Hong P., Li W., Li J. // Sensors (Basel). 2012, V.12, P.1181-1193
  81. Shin S., Kim I.H., Kang W., Yang J.K., Hah S.S. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010, V.20, P.3322-3325
  82. Lee S., Song K.M., Jeon W., Jo H., Shim Y.B., Ban C. // Biosens. Bioelectron. 2012, V.35, P.291-296
  83. Wang Y., Xu D., Chen H.Y. // Lab. Chip. 2012, V.12, P.3184-3189
  84. Tan X., Chen W., Lu S., Zhu Z., Chen T., Zhu G., You M., Tan W. // Anal. Chem. 2012, V.84, P.8272-8276
  85. Orozco J., Campuzano S., Kagan D., Zhou M., Gao W., Wang J. // Anal. Chem. 2011, V.83, P.7962-7969
  86. Kökpinar O., Walter J.G., Shoham Y., Stahl F., Scheper T. // Biotechnology and Bioengineering 2011, V.108, P.2371-2379
  87. Bruno J.G., Richarte A.M., Carrillo M.P., Edge A. // Biosens. Bioelectron. 2012, V.31, P.240-243
  88. Lauridsen L.H., Shamaileh H.A., Edwards S.L., Taran E., Veedu R.N. // PLoS One. 2012, V.7, P.e41702
  89. Huang Y., Zhao S., Chen Z.F., Shi M., Liang H. // Chem. Commun. (Camb.) 2012, V.48, P.7480-7482
  90. Han K., Liang Z., Zhou N. // Sensors. 2010, V.10, P.4541-4557
  91. Ocaña C., Pacios M., del Valle M. // Sensors (Basel). 2012, V.12, P.3037-3048
  92. Feng L., Chen Y., Ren J., Qu X. // Biomaterials. 2011, V.32, P.2930-2937
  93. Missailidis S., Hardy A. // Expert. Opin. Ther. Pat. 2009, V.19, P.1073-1082
  94. Huang Y.Z., Hernandez F.J., Gu B., Stockdale K.R., Nanapaneni K., Scheetz T.E., Behlke M.A., Peek A.S., Bair T., Giangrande P.H. // Mol. Pharmacol. 2012, V.82, P.623-635
  95. Pastor F., Kolonias D., McNamara J.O. 2nd., Gilboa E. // Molecular Therapy 2011, V.19, P.1878-1886
  96. Zeller S.J., Kumar P. // Yale J. Biol. Med. 2011, V.84, P.301-309
  97. Binning J.M., Leung D.W., Amarasinghe G.K. // Front. Microbiol. 2012, V.3, P.29
  98. Gopinath S.C., Hayashi K., Kumar P.K. // Virology Journal 2012, V.86, P.6732-6744
  99. Mufhandu H.T., Gray E.S., Madiga M.C., Tumba N., Alexandre K.B., Khoza T., Wibmer C.K., Moore P.L., Morris L., Khati M. // Virology Journal 2012, V.86, P.4989-4999
  100. Zhang Y., Hong H., Cai W. // Curr. Med. Chem. 2011, V.18, P.4185-4194
  101. Orava E.W., Cicmil N., Gariépy J. // Biochim. Biophys. Acta. 2010, V.1798, P.2190-2200
  102. Zhu Q., Shibata T., Kabashima T., Kai M. // Eur. J. Med. Chem. 2012, V.56, P.396-399
  103. Neff C.P., Zhou J., Remling L., Kuruvilla J., Zhang J., Li H., Smith D.D., Swiderski P., Rossi J.J., Akkina R. // Sci. Transl. Med. 2011, V.3, P.66ra6
  104. Yu B., Tai H.C., Xue W., Lee L.J., Lee R.J. // Mol. Membr. Biol. 2010, V.27, P.286-298
  105. Talekar M., Kendall J., Denny W., Garg S. // Anticancer Drugs. 2011, V.22, P.949-962
  106. Aravind A., Jeyamohan P., Nair R., Veeranarayanan S., Nagaoka Y., Yoshida Y., Maekawa T., Kumar D.S. // Biotechnology and Bioengineering 2012, V.109, P.2920-2931
  107. Kang H., O’Donoghue M.B., Liu H., Tan W. // Chem. Commun. (Camb.) 2010, V.46, P.249-251
  108. Chen C.H., Dellamaggiore K.R., Ouellette C.P., Sedano C.D., Lizadjohry M., Chernis G.A., Gonzales M., Baltasar F.E., Fan A.L., Myerowitz R. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008, V.105, P.15908-15913
  109. Dombi T., Kwok K.K., Sultan M.B. // BMC Ophthalmol. 2012, V.12, P.37

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Лахин А.В., Тарантул В.З., Генинг Л.В., 2013

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах