Escort Aptamers: New Tools for the TargetedDelivery of Therapeutics into Cells

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Escort aptamers are DNA or RNA sequences with high affinity to certain cell-surface proteins, which can be used for targeted delivery of various agents into cells of a definite type. The peculiarities of the selection of escort aptamers are discussed in this review. The methods used in selection of escort aptamers via the SELEX technique are considered, including selection against isolated cell-surface proteins, cell fragments, living eukaryotic cells, and bacteria. Particular attention is given to the design and chemical modification of escort aptamers. The different fields of application of escort aptamers are described, including the targeted delivery of siRNAs, nanoparticles, toxins, and photoagents, as well as the identification of specific cell markers and the detection or isolation of cells of a definite type. The potential for the application of escort aptamers in the development of new therapeutic agents and diagnostic systems is also discussed.

Полный текст

Escort Aptamers: New Tools for the TargetedDelivery of Therapeutics into Cells
×

Список литературы

  1. Ellington A.D., Szostak J.W. // Nature. 1990. V. 346. P. 818-822.
  2. Tuerk C., Gold L. // Science. 1990. V. 249. P. 505-510.
  3. Robertson D.L., Joyce G.F. // Nature. 1990. V. 344. P. 467-468.
  4. Mayer G. // Angew. Chem. Int. Ed. 2009. V. 48. P. 2672-2689.
  5. Stoltenburg R., Reinemann C., Strehlitz B. // Biomol. Eng. 2007. V. 24. P. 381-403.
  6. Shamah S.M., Healy J.M., Cload S.T. // Acc. Chem. Res. 2008. V. 41. P. 130-138.
  7. Zhou J., Rossi J.J. // Oligonucleotides. 2011. V. 21. P. 1-10.
  8. Syed M.A., Pervaiz S. // Oligonucleotides. 2010. V. 20. P. 215-224.
  9. Chapman J.A., Beckey C. // Ann. Pharmacother. 2006. V. 40. P. 1322-1326.
  10. Ng E.W., Shima D.T., Calias P., Cunningham E.T., Guyer D.R., Adamis A.P. // Nat. Rev. Drug. Discov. 2006. V. 5. P. 123-132.
  11. Hicke B.J., Stephens A.W. // J. Clin. Invest. 2000. V. 106. P. 923-928.
  12. Breaker R.R. // Curr. Opin. Chem. Biol. 1997. V. 1. P. 26-31.
  13. Fitzwater Т., Polisky B. // Meth. Enzymol. 1996. V. 267. P. 275-301.
  14. Sousa R. // Meth. Enzymol. 2000. V. 317. P. 65-74.
  15. Chelliserrykattil J., Ellington A.D. // Nat. Biotechnol. 2004. V. 22. P. 1155-1160.
  16. Burmeister P.E., Lewis S.D., Silva R.F., Preiss J.R., Horwitz L.R., Pendergrast P.S., McCauley T.G., Kurz J.C., Epstein D.M., Wilson C., et al. // Chem. Biol. 2005. V. 12. P. 25-33.
  17. Schmidt K.S., Borkowski S., Kurreck J., Stephens A.W., Bald R., Hecht M., Friebe M., Dinkelborg L., Erdmann V.A. // Nucl. Acids Res. 2004. V. 32. P. 5757-5765.
  18. Shangguan D., Tang Z., Mallikaratchy P., Xiao Z., Tan W. // ChemBiochem. 2007. V. 8. P. 603-606.
  19. Hicke B.J., Marion C., Chang Y.F., Gould Т., Lynott C.K., Parma D., Schmidt P.G., Warren S. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 48644-48654.
  20. Morris K.N., Jensen K.B., Julin C.M., Weil M., Gold L. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 2902-2907.
  21. Lupold S.E., Hicke B.J., Lin Y., Coffey D.S. // Cancer Res. 2002. V. 62. P. 4029-4033.
  22. Ferreira C., Papamichael K., Guilbault G., Schwarzacher Т., Gariepy J., Missailidis S. // Anal. Bioanal. Chem. 2008. V. 390. P. 1039-1050.
  23. Ferreira C.S., Matthews C.S., Missailidis S. // Tumour Biol. 2006. V. 27. P. 289-301.
  24. Ferreira C.S., Cheung M.C., Missailidis S., Bisland S., Gariepy J. // Nucl. Acids Res. 2009. V. 37. P. 866-876.
  25. Daniels D.A., Chen H., Hicke B.J., Swiderek K.M., Gold L. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. V. 100. P. 15416-15421.
  26. Shangguan D., Li Y., Tang Z., Cao Z.C., Chen H.W., Mallikaratchy P., Sefah K., Yang C.J., Tan W. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. P. 11838-11843.
  27. Shangguan D., Cao Z. C., Li Y., Tan W. // Clin. Chem. 2007. V. 53. P. 1153-1155.
  28. Shangguan D., Cao Z., Meng L., Mallikaratchy P., Sefah K., Wang H., Li Y., Tan W. // J. Proteome Res. 2008. V. 7. P. 2133-2139.
  29. Xiao Z., Shangguan D., Cao Z., Fang X., Tan W. // Chemistry. 2008. V. 14. P. 1769-1775.
  30. Li N., Ebright J.N., Stovall G.M., Chen X., Nguyen H.H., Singh A., Syrett A., Ellington A.D. // J. Proteome Res. 2009. V. 8. P. 2438-2448.
  31. Tang Z., Shangguan D., Wang K., Shi H., Sefah K., Mallikaratchy P., Chen H.W., Li Y., Tan W. // Anal. Chem. 2007. V. 79. P. 4900-4907.
  32. Mallikaratchy P., Tang Z., Kwame S., Meng L., Shangguan D., Tan W. // Mol. Cell. Proteom. 2007. V. 6. P. 2230-2238.
  33. Mallikaratchy P.R., Ruggiero A., Gardner J.R., Kuryavyi V., Maguire W.F., Heaney M. L., McDevitt M.R., Patel D.J., Scheinberg D.A. // Nucl. Acids Res. 2011. V. 39. P. 2458-2469.
  34. Sefah K., Tang Z.W., Shangguan D.H., Chen H., Lopez-Colon D., Li Y., Parekh P., Martin J., Meng L., Phillips J.A., et al. // Leukemia. 2009. V. 23. P. 235-244.
  35. Chen H.W., Medley C.D., Sefah K., Shangguan D., Tang Z., Meng L., Smith J.E., Tan W. // ChemMedChem. 2008. V. 3. P. 991-1001.
  36. Shangguan D., Meng L., Cao Z.C., Xiao Z., Fang X., Li Y., Cardona D., Witek R.P., Liu C., Tan W. // Anal. Chem. 2008. V. 80. P. 721-728.
  37. Blank M., Weinschenk T., Priemer M., Schluesener H. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 16464-16468.
  38. Zueva E., Rubio L.I., Ducongé F., Tavitian B. // Int. J. Cancer. 2011. V. 128. P. 797-804.
  39. 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.
  40. Kraus E., James W., Barclay A.N. // J. Immunol. 1998. V. 160. P. 5209-5212.
  41. Davis K.A., Lin Y., Abrams B., Jayasena S.D. // Nucl. Acids Res. 1998. V. 26. P. 3915-3924.
  42. Santuli-Marotto S., Nair S.K., Rusconi C., Sullenger B., Gilboa E. // Cancer Res. 2003. V. 63. P. 7483-7489.
  43. Chen C.-H.B., Dellamaggiore K.R., Ouellette C.P., Sedano C.D., Lizadjohry M., Chernis G.A., Gonzales M., Baltasar F.E., Fan A.L., Myerowitz R., et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008. V. 105. P. 15908-15913.
  44. Ohuchi S.P., Ohtsu T., Nakamura Y. // Biochimie. 2006. V. 88. P. 897-904.
  45. Cerchia L., Duconge F., Pestourie C., Boulay J., Aissouni Y., Gombert K., Tavitian B., de Franciscis V., Libri D. // PLoS Biol. 2005. V. 3. e123.
  46. Pestourie C., Cerchia L., Gombert K., Aissouni Y., Boulay J., De Franciscis V., Libri D., Tavitian B., Duconge F. // Oligonucleotides. 2006. V. 16. P. 323-335.
  47. Wang C., Zhang M., Yang G., Zhang D., Ding H., Wang H., Fan M., Shen B., Shao N. // J. Biotechnol. 2003. V. 102. P. 15-22.
  48. Guo K., Wendel H.P., Scheideler L., Ziemer G., Scheule A.M. // J. Cell Mol. Med. 2005. V. 9. P. 731-736.
  49. Guo K.T., Schafer R., Paul A., Gerber A., Ziemer G., Wendel H.P. // Stem Cells. 2006. V. 24. P. 2220-2231.
  50. Hoffmann J., Paul A., Harwardt M., Groll J., Reeswinkel T., Klee D., Moeller M., Fischer H., Walker T., Greiner T., et al. // J. Biomed. Mater. Res. A. 2008. V. 84A. P. 614-621.
  51. Berezovski M.V., Lechmann M., Musheev M.U., Mak T.W., Krylov S.N. // J. Am. Chem. Soc. 2008. V. 130. P. 9137-9143.
  52. Homann M., Göringer H.U. // Nucl. Acids Res. 1999. V. 27. P. 2006-2014.
  53. Homann M., Göringer H.U. // Bioorg. Med. Chem. 2001. V. 9. P. 2571-2580.
  54. Göringer H.U., Homann M., Zacharias M., Adler A. // Handb. Exp. Pharmacol. 2006. V. 173. P. 375-393.
  55. Homann M., Lorger M., Engstler M., Zacharias M., Göringer H. // Comb. Chem. High Throughput Screen. 2008. V. 9. P. 491-499.
  56. Göringer H.U., Homann M., Lorger M. // Int. J. Parasitol. 2003. V. 33. P. 1309-1317.
  57. Lorger M., Engstler M., Homann M., Göringer H.U. // Eukaryot. Cell. 2003. V. 2. P. 84-94.
  58. Ulrich H., Magdesian M.H., Alves M.J., Colli W. // J. Biol. Chem. 2002. V. 277. P. 20756-20762.
  59. Chen F., Zhou J., Luo F., Mohammed A.B., Zhang X.L. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007. V. 357. P. 743-748.
  60. Torres-Chavolla E., Alocilja E.C. // Biosens. Bioelectron. 2009. V. 24. P. 3175-3182.
  61. Ikanovic M., Rudzinski W., Bruno J., Allman A., Carrillo M., Dwarakanath S., Bhahdigadi S., Rao P., Kiel J., Andrews C. // J. Fluoresc. 2007. V. 17. P. 193-199.
  62. Joshi R., Janagama H., Dwivedi H.P., Senthil Kumar T.M.A., Jaykus L.-A., Schefers J., Sreevatsan S. // Mol. Cell. Probes. 2009. V. 23. P. 20-28.
  63. Pan Q., Zhang X.-L., Wu H.-Y., He P.-W., Wang F., Zhang M.-S., Hu J.-M., Xia B., Wu J. // Antimicrob. Agents Chemother. 2005. V. 49. P. 4052-4060.
  64. Cao X., Li S., Chen L., Ding H., Xu H., Huang Y., Li J., Liu N., Cao W., Zhu Y., et al. // Nucl. Acids Res. 2009. V. 37. P. 4621-4628.
  65. Hamula C.L.A., Zhang H., Guan L.L., Li X.-F., Le X.C. // Anal. Chem. 2008. V. 80. P. 7812-7819.
  66. Bruno J., Carrillo M., Phillips T., Andrews C. // J. Fluoresc. 2010. V. 20. P. 1211-1223.
  67. So H.-M., Park D.-W., Jeon E.-K., Kim Y.-H., Kim B.S., Lee C.-K., Choi S.Y., Kim S.C., Chang H., Lee J.-O. // Small. 2008. V. 4. P. 197-201.
  68. Dwivedi H., Smiley R., Jaykus L.-A. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2010. V. 87. P. 2323-2334.
  69. Barfod A., Persson T., Lindh J. // Parasitol. Res. 2009. V. 105. P. 1557-1566.
  70. Chen F., Hu Y., Li D., Chen H., Zhang X.-L. // PLoS One. 2009. V. 4. P. e8142.
  71. Chu T.C., Marks J.W., 3rd, Lavery L.A., Faulkner S., Rosenblum M.G., Ellington A.D., Levy M. // Cancer Res. 2006. V. 66. P. 5989-5992.
  72. Bagalkot V., Farokhzad O.C., Langer R., Jon S. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2006. V. 45. P. 8149-8152.
  73. Huang Y.F., Shangguan D., Liu H., Phillips J.A., Zhang X., Chen Y., Tan W. // ChemBiochem. 2009. V. 10. P. 862-868.
  74. Chu T.C., Twu K.Y., Ellington A.D., Levy M. // Nucl. Acids Res. 2006. V. 34. P. e73.
  75. McNamara J.O., Andrechek E.R., Wang Y., Viles K.D., Rempel R.E., Gilboa E., Sullenger B.A., Giangrande P.H. // Nat. Biotechnol. 2006. V. 24. P. 1005-1015.
  76. Dassie J.P., Liu X.-Y., Thomas G.S., Whitaker R.M., Thiel K.W., Stockdale K.R., Meyerholz D.K., McCaffrey A.P., McNamara J.O., Giangrande P.H. // Nat. Biotechnol. 2009. V. 27. P. 839-846.
  77. Wullner U., Neef I., Eller A., Kleines M., Tur M.K., Barth S. // Curr. Cancer Drug Targets. 2008. V. 8. P. 554-565.
  78. Khaled A., Guo S., Li F., Guo P. // Nano Lett. 2005. V. 5. P. 1797-1808.
  79. Zhou J., Swiderski P., Li H., Zhang J., Neff C.P., Akkina R., Rossi J.J. // Nucl. Acids Res. 2009. V. 37. P. 3094-3109.
  80. Huang Y.F., Chang H.T., Tan W. // Anal. Chem. 2008. V. 80. P. 567-572.
  81. Huang Y.F., Sefah K., Bamrungsap S., Chang H.T., Tan W. // Langmuir. 2008. V. 24. P. 11860-11865.
  82. Farokhzad O.C., Jon S., Khademhosseini A., Tran T.N., Lavan D.A., Langer R. // Cancer Res. 2004. V. 64. P. 7668-7672.
  83. Farokhzad O.C., Cheng J., Teply B.A., Sherifi I., Jon S., Kantoff P.W., Richie J.P., Langer R. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. P. 6315-6320.
  84. Cheng J., Teply B., Sherifi I., Sung J., Luther G., Gu F.X., Levy-Nissenbaum E., Radovic-Moreno A.F., Langer R., Farokhzad O.C. // Biomaterials. 2007. V. 28. P. 869-876.
  85. Farokhzad O.C., Khademhosseini A., Jon S., Hermmann A., Cheng J., Chin C., Kiselyuk A., Teply B., Eng G., Langer R. // Anal. Chem. 2005. V. 77. P. 5453-5459.
  86. Wu Y., Sefah K., Liu H., Wang R., Tan W. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. P. 5-10.
  87. Zhou J., Soontornworajit B., Martin J., Sullenger B.A., Gilboa E., Wang Y. // Macromol. Biosci. 2009. V. 9. P. 831-835.
  88. Perkins A.C., Missailidis S. // Q. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2007. V. 51. P. 292-296.
  89. Hicke B.J., Stephens A.W., Gould T., Chang Y.-F., Lynott C.K., Heil J., Borkowski S., Hilger C.-S., Cook G., Warren S., et al. // J. Nucl. Med. 2006. V. 47. P. 668-678.
  90. Chu T.C., Shieh F., Lavery L.A., Levy M., Richards-Kortum R., Korgel B.A., Ellington A.D. // Biosens. Bioelectron. 2006. V. 21. P. 1859-1866.
  91. Min K., Song K.-M., Cho M., Chun Y.-S., Shim Y.-B., Ku J. K., Ban C. // Chem. Commun. 2010. V. 46. P. 5566-5568.
  92. Javier D.J., Nitin N., Levy M., Ellington A., Richards-Kortum R. // Bioconjugate Chem. 2008. V. 19. P. 1309-1312.
  93. Chen Y., Munteanu A.C., Huang Y.-F., Phillips J., Zhu Z., Mavros M., Tan W. // Chem. Eur. J. 2009. V. 15. P. 5327-5336.
  94. Terazono H., Anzai Y., Soloviev M., Yasuda K. // J. Nanobiotechnol. 2010. V. 8. P. 8.
  95. Liu G., Mao X., Phillips J.A., Xu H., Tan W., Zeng L. // Anal. Chem. 2009. V. 81. P. 10013-10018.
  96. Pai S.S., Ellington A.D. // Meth. Mol. Biol. 2009. V. 504. P. 385-398.
  97. Zelada-Guillén G.A., Jordi R., Düzgün A., Rius F.X. // Angew. Chem. Int. Ed. 2009. V. 48. P. 7334-7337.
  98. Lee H.-J., Kim B.C., Kim K.-W., Kim Y.K., Kim J., Oh M.-K. // Biosens. Bioelectron. 2009. V. 24. P. 3550-3555.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Davydova A.S., Vorobjeva M.A., Venyaminova A.G., 2011

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