روش های درمانی با استفاده از RNA به عنوان یک ابزار یا یک هدف دارویی است که به تازگی ظاهر شده و برای کاربردهای مختلف، از درمان سرطان تا عفونت ویروسی استفاده شده است. ثابت شده است که RNA علیرغم کمبود گروه های مولکولی در مقایسه با پروتئین ها، انتخاب خوبی برای محققانی است که تمایل به گسترش ابزارهای درمانی دارند. ریبوزیم ها و ریبوسوئیچ ها ابزارهای درمانی مبتنی بر RNA هستند که اغلب به منظور کاهش بیان ژن و مهار عفونت های باکتریایی به کار می روند. هدف این بررسی ارائه ی خلاصه ای از پیشرفت های اخیر در برنامه-های درمانی مبتنی بر ریبوزیم و ریبوسوئیچ است که در برخی موارد به آزمایشات بالینی رسیده است.
مقدمه
قبل از کشف این که فرایندهای زیستی مرتبط می توانند بر مکانیزم های مبتنی بر RNA تکیه داشته باشند، RNA فقط به عنوان یک پیام رسان سلولی برای انتقال اطلاعات ژنتیکی در نظر گرفته می شد و پروتئین ها تنها به عنوان مولکول های کاتالیزوری درگیر در فرآیندهای بیولوژیکی ضروری پیش بینی شده بودند. کشف ریبوزیم ها مانند اینترون گروه I و ریبونوکلئاز P [1،2]، این ایده را مطرح کرد که RNA می تواند نقش مهمی در پردازش متابولیکی ایفا کند. مشخص شده است که RNA در مکانیزم های تنظیم ژن نقش مهمی ایفا می کند که توسط ریبوسوئیچ ها نشان داده شده است [3]، که عناصر تنظیم کننده ی ژنتیکی هستند که می توانند به متابولیت های کوچک متصل شده و بیان ژن را تنظیم کنند. به تازگی، با کاربرد SELEX (تکامل سیستماتیک لیگاندها از طریق غنی سازی نمایی) برای دستکاری در خواص ریبوزیم ها و ریبوسوئیچ ها، کاربردهای زیادی از جمله تشخیص سلولی تا کنترل بیان ژن به دست آمد، به طوری که پتانسیل RNA به عنوان یک ابزار ژنتیکی را به وضوح نشان داد [4]. در این بررسی، ما قصد داریم تا آخرین پیشرفت های ایجاد شده در این حیطه را با تاکید خاص بر استفاده از ریبوزیم ها و ریبوسوئیچ ها برای اهداف درمانی ارائه کنیم. ما از بررسی های پیشین انجام شده در مورد کاربردهای درمانی مبتنی بر ریبوزیم استفاده می کنیم [5-9] تا یک نگاه اجمالی از فعالیت های تحقیقاتی آینده ارائه دهیم که به ابزارهای درمانی اختصاصی RNA اختصاص داده شده است.
Therapeutic approaches employing RNA as a tool or as a drug target have recently emerged and have been employed for various applications—ranging from cancer treatment to virus infection. Despite the paucity of its molecular groups compared to proteins, RNA has nevertheless proved to be an excellent choice for researchers who have aspired to develop therapeutic tools. Ribozymes and riboswitches are RNA-based therapeutic tools that are most often employed to knockdown gene expression and to inhibit bacterial infections, respectively. The aim of this review is to summarize recent advances observed in ribozyme- and riboswitch-based therapeutic applications that, in some cases, have reached clinical trials.
Introduction
Before the discovery that biologically relevant processes could rely on RNA-based mechanisms, RNA was only considered as a cellular messenger carrying out genetic information and proteins were only predicted to be catalytic molecular effectors involved in essential biological processes. The discovery of ribozymes, such as the group I intron and ribonuclease P [1,2], brought the idea that RNA could play a pivotal role in metabolic processing. RNA was also shown to be important in gene regulation mechanisms as exemplified by riboswitches [3], which are genetic regulatory elements that can bind small metabolites and regulate gene expression. Recently, by employing SELEX — (systematic evolution of ligands by exponential enrichment) — to manipulate at will the properties of ribozymes and riboswitches, a myriad of applications ranging from cellular detection to gene expression control were obtained, thus clearly illustrating the enormous potential of RNA as a genetic tool [4]. In this review, we plan to present the most recent advances on the field with a particular emphasis on the use of ribozymes and riboswitches for therapeutic purposes. We will build on previous reviews discussing ribozyme-based therapeutic applications [5–9] to provide a glimpse of future research activities dedicated to the tailoring of specific RNA therapeutic tools.
مقدمه
کاربردهای درمانی ریبوزیم
استراتژی ضد سرطان مبتنی بر ریبوزیم
استراتژی ضد ویروس مبتنی بر ریبوزیم
استراتژی ضد پریون مبتنی بر ریبوزیم
کاربردهای درمانی ریبوسوئیچ
ریبوسوئیچ TPP
ریبوسوئیچ لیزین
ریبوسوئیچ FMN
ریبوسوئیچ گوانین
نتیجه گیری
منابع
Introduction
Therapeutic applications of ribozymes
Ribozyme-based anticancer strategy
Ribozyme-based antiviral strategy
Ribozyme-based anti-prion strategy
Therapeutic applications of riboswitches
The TPP riboswitch
The lysine riboswitch
The FMN riboswitch
The guanine riboswitch
Conclusions