Vaksin mRNA Pfizer kanggo COVID wis nggawe semangat nggunakake asam ribonukleat (RNA) minangka target terapeutik.Nanging, nargetake RNA kanthi molekul cilik angel banget.

RNA mung nduweni papat blok bangunan: adenine (A), sitosin (C), guanin (G), lan urasil (U) sing ngganti timin (T) sing ditemokake ing DNA.Iki ndadekake selektivitas obat dadi alangan sing meh ora bisa diatasi.Ing kontras, ana 22 asam amino alam sing nggawe protèin, sing nerangake sebabe umume obat sing nargetake protein duwe selektivitas sing relatif apik.

Struktur lan fungsi RNA

Kaya protein, molekul RNA duwe struktur sekunder lan tersier, kaya sing dituduhake ing gambar ing ngisor iki.Sanajan makromolekul rantai tunggal, struktur sekunder kasebut dibentuk nalika pasangan basa nyebabake bulge, puteran, lan heliks.Banjur, lempitan telung dimensi ndadékaké struktur tersier RNA, sing penting kanggo stabilitas lan fungsi.

Gambar 1. Struktur RNA

Ana telung jinis RNA:

• Messenger RNA (mRNA)transkripsi informasi genetik saka DNA lan ditransfer minangka urutan basa menyang ribosom;l
• Ribosom RNA (rRNA)minangka bagéan saka organel sintesis protein sing disebut ribosom, sing diekspor menyang sitoplasma lan mbantu nerjemahake informasi ing mRNA dadi protein;
• Transfer RNA (tRNA)minangka pranala antarane mRNA lan rantai asam amino sing mbentuk protein.

Nargetake RNA minangka target terapeutik menarik banget.Wis ditemokake yen mung 1,5% saka genom kita sing pungkasane diterjemahake dadi protein, dene 70% -90% ditranskripsi dadi RNA.Molekul RNA minangka sing paling penting kanggo kabeh organisme urip.Miturut "dogma tengah" Francis Crick, peran RNA sing paling kritis yaiku nerjemahake informasi genetik saka DNA menyang protein.Kajaba iku, molekul RNA uga duwe fungsi liyane, kalebu:

• Tumindak minangka molekul adaptor ing sintesis protein;l
• Nglayani minangka utusan antarane DNA lan ribosom;l
• Padha operator informasi genetik ing kabeh sel urip;l
• Ningkatake pilihan ribosom saka asam amino sing bener, sing perlu kanggo sintesis protein anyaring vivo.

Antibiotik

Senadyan ditemokake ing awal taun 1940-an, mekanisme tumindak saka akeh antibiotik ora diterangake nganti pungkasan taun 1980-an.Ditemokake manawa proporsi gedhe saka antibiotik tumindak kanthi ngiket ribosom bakteri kanggo nyegah nggawe protein sing cocog, saengga bisa mateni bakteri kasebut.

Contone, antibiotik aminoglikosida ikatan menyang situs A 16S rRNA, yaiku bagean saka subunit ribosom 30S, lan banjur ngganggu sintesis protein kanggo ngganggu pertumbuhan bakteri, sing pungkasane nyebabake pati sel.Situs A nuduhake situs aminoasil, uga dikenal minangka situs akseptor tRNA.Interaksi rinci antarane obat aminoglikosida, kayataparomomycin, lan A-situs sakaE. coliRNA kapacak ing ngisor iki.

Gambar 2. Interaksi antarane paromomycin lan A-situs sakaE. coliRNA

Sayange, akeh inhibitor A-site, kalebu obat aminoglikosida, duwe masalah safety kayata nefrotoksisitas, gumantung dosis, lan ototoksisitas sing ora bisa dibatalake.Toksisitas kasebut minangka akibat saka kekurangan selektivitas ing obat aminoglikosida kanggo ngenali molekul cilik RNA.

Kaya sing dituduhake ing gambar ing ngisor iki: (a) struktur bakteri, (b) membran sel manungsa, lan (c) situs A mitokondria manungsa meh padha, nggawe inhibitor A-site ngiket kabeh.

Gambar 3. Pengikatan inhibitor A-site non-selektif

Antibiotik tetrasiklin uga nyandhet situs A rRNA.Padha selektif nyandhet sintesis protein bakteri kanthi ikatan sacara reversibel menyang wilayah heliks (H34) ing subunit 30S sing dikompleks karo Mg.²⁺.

Ing sisih liya, antibiotik macrolide ngiket ing cedhak situs metu (E-site) saka trowongan ribosom bakteri kanggo peptida nascent (NPET) lan sebagian mblokir, saéngga nyegah sintesis protein bakteri.Pungkasan, antibiotik oxazolidinone kayatalinezolid(Zyvox) ikatan menyang celah jero ing subunit ribosom 50S bakteri, sing diubengi dening nukleotida 23S rRNA.

Antisense oligonucleotides (ASO)

Obat antisense yaiku polimer asam nukleat sing diowahi kimia sing ngarahake RNA.Dheweke ngandelake pasangan basa Watson-Crick kanggo ngiket mRNA target, nyebabake panyerepan gen, blokade sterik, utawa owah-owahan splicing.ASO bisa sesambungan karo pra-RNA ing inti sel lan mRNA diwasa ing sitoplasma.Bisa target ekson, intron, lan wilayah sing ora diterjemahake (UTR).Nganti saiki, luwih saka rolas obat ASO wis disetujoni dening FDA.

Gambar 4. Teknologi Antisense

Obat molekul cilik sing ngarahake RNA

Ing 2015, Novartis nglaporake manawa dheweke nemokake regulator splicing SMN2 sing diarani Branaplam, sing nambah asosiasi U1-pre-mRNA lan nylametake tikus SMA.

Ing sisih liya, PTC/Roche's Risdiplam (Evrysdi) disetujoni dening FDA ing 2020 kanggo perawatan SMA.Kaya Branaplam, Risdiplam uga dianggo kanthi ngatur splicing gen SMN2 sing relevan kanggo ngasilake protein SMN fungsional.

RNA degradasi

RBM singkatan saka protein motif RNA-binding.Ateges, indole sulfonamide minangka adesif molekul.Iku selektif rekrut RBM39 menyang CRL4-DCAF15 E3 ubiquitin ligase, mromosiaken RBM39 polyubiquitination lan degradasi protein.Deplesi genetik utawa degradasi RBM39 sing dimediasi sulfonamide nyebabake kelainan splicing genom sing signifikan, sing pungkasane nyebabake pati sel.

RNA-PROTAC dikembangake kanggo ngrusak protein pengikat RNA (RBP).PROTAC nggunakake linker kanggo nyambungake ligan ligase E3 menyang ligan RNA, sing ngiket karo RNA lan RBP.Wiwit RBP ngemot domain struktural sing bisa ngiket urutan oligonukleotida tartamtu, RNA-PROTAC nggunakake urutan oligonukleotida minangka ligan kanggo protein sing dikarepake (POI).Asil pungkasan yaiku degradasi RBPs.

Bubar, Profesor Matthew Disney saka Scripps Institution of Oceanography nemokake RNAribonuclease-targeting chimeras (RiboTACs).RiboTAC minangka molekul heterofungsional sing nyambungake ligan RNase L lan ligan RNA kanthi linker.Bisa kanthi khusus ngrekrut RNase L endogen menyang target RNA tartamtu, lan banjur bisa ngilangi RNA kanthi nggunakake mekanisme pemecahan asam nukleat seluler (RNase L).

Nalika peneliti sinau luwih akeh babagan interaksi antarane molekul cilik lan target RNA, luwih akeh obat sing nggunakake metode iki bakal muncul ing mangsa ngarep.