Τα microRNA (miRNAs) είναι ένας μοναδικός μηχανισμός ρύθμισης γονιδίων και έχει σημαντικό ρόλο σε διάφορες παθολογίες, από μεταβολικά νοσήματα μέχρι καρκίνο. Μπορεί να επηρεάσουν την έκφραση γονιδίων (αύξηση ή μείωση) επομένως ίσως μπορεί να χρησιμοποιηθούν θεραπευτικά. Η πρόσφατη έρευνα συγκεντρώνεται στις δυνατότητες συγκεκριμένων ολιγονουκλεοτιδίων που μιμούνται την έκφραση miRNA και την πιθανότητα να χρησιμοποιηθούν ως πιθανοί θεραπευτικοί στόχοι στην κλινική πράξη
miRNAs
Ξεκινούν από τον πυρήνα, με τη μεταγραφή των πρόδρομων RNA (pri-miRNAs) με τη βοήθεια της RNA πολυμεράσης 2. Έχουν ταυτοποιηθεί μεταγραφικοί παράγοντες υπεύθυνοι για την έκφραση τους στους ιστούς. Τα γονίδια miRNA βρίσκονται μέσα σε γονίδια που κωδικοποιούν πρωτείνες, σε ποσοστό 50%. Δύο βήματα διάσπασης πραγματοποιούνται (ένα στον πυρήνα κι ένα στο κυταρόπλασμα) μέχρι το ώριμο miRNA που αποτελείται από 20-24 νουκλεοτίδια. Tα πρώτα δείγματα ρύθμισης στόχου βρέθηκαν στο Caenorhabditis elegans όπου αποδείχθηκε καταστολή της μετάφρασης. Είναι πλέον σαφές, σε ανώτερους οργανισμούς ότι αλλαγές στο επίπεδο των πρωτεϊνών σημαίνουν αλλαγές στο mRNA. Tα miRNAs μπορεί να χρησιμοποιηθούν για διακοπή της γονιδιακής έκφρασης. Ένα απλό miRNA μπορεί να μειώσει τα επίπεδα εκατοντάδων mRNAs. Aπό τις πρόσφατες μελέτες φαίνεται ότι υπάρχει ένα πολύπλοκο δίκτυο που διευθύνεται από τα miRNAs
Ολιγονουκλεοτίδια-αναστολή miRNAs
Η κίνηση των ολιγονουκλεοτιδίων εξαρτάται από χημικές μετατροπές που τα προστατεύουν από την αποικοδόμηση τους στο αίμα και επιτρέπουν την πρόσληψη τους από τους ιστούς. Τα μικρά RNAs των φυτών προστατεύονται με μεθυλίωση η οποία συχνά χρησιμοποιείται και για προστασία ολιγονουκλεοτιδίων που παρασκευάζονται φαρμακολογικά. Η χημική τροποποίηση περιλαμβάνει σύνδεση και ενός μορίου χοληστερόλης που βελτιώνει την κατανομή στην κυκλοφορία (ενσωμάτωση στο μονοπάτι των λιποπρωτεϊνών). Επίσης η προσθήκη φωσφοροθειικών προστατεύει από την αποδόμηση, αυξάνει τη σύνδεση με πρωτείνες του πλάσματος και την πρόσληψη από τα κύτταρα
Οι περισσότερες μελέτες για αναστολή των miRNAs χρησιμοποιούν miR-122 που εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα ειδικά στο ήπαρ (άμεση πρόσληψη ολιγονουκλεοτιδίων με ένεση) και αντιπροσωπεύει το 70% των miRNAs στο ήπαρ. Τα ηπατοκύτταρα φαίνεται ότι περιέχουν > 135.000 αντίγραφα / κύτταρο. Μετά από τρεις ενδοφλέβιες ενέσεις αναστολέων επιτυγχάνεται η πλήρης αναστολή του miRNA.
Αναστολείς miRNA
Διαφορετικές χημικές τροποποιήσεις οδηγούν σε διαφορετική φαρμακοκινητική των αναστολέων miRNAs. Επίσης η ποσότητα ενός ανταγωνιστή εξαρτάται από τον αριθμό των miRNAs του ιστού στόχου
Θεραπευτικές επιδράσεις στον μεταβολισμό
Η δράση του MiR-122 έχει συχνά μελετηθεί με ολιγονουκλεοτιδικούς αναστολείς. Ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης έδειξε ότι με αναστολή του MiR-122 σε πειραματόζωα, αναστέλλεται η βιοσύνθεση χοληστερόλης και μειώνονται τα επίπεδα της στο πλάσμα. Όμως η γενετική του διαγραφή έχει και αρνητικές συνέπειες όπως στεατοηπατίτιδα, ίνωση και αυξημένη πιθανότητα ηπατοκυτταρικού καρκινώματος. Πιθανώς εξηγείται από τη διάρκεια αναστολής που σε περίπτωση γενετικής διαγραφής η επίδραση ξεκινά από την εμβρυική ηλικία. Τα γονίδια PparD και Baf60a είναι οι άμεσοι στόχοι του MiR-122 και πιθανότατα αυτά που επηρεάζουν άμεσα την χοληστερόλη και τον μεταβολισμό των λιπιδίων
miRNAs
Ξεκινούν από τον πυρήνα, με τη μεταγραφή των πρόδρομων RNA (pri-miRNAs) με τη βοήθεια της RNA πολυμεράσης 2. Έχουν ταυτοποιηθεί μεταγραφικοί παράγοντες υπεύθυνοι για την έκφραση τους στους ιστούς. Τα γονίδια miRNA βρίσκονται μέσα σε γονίδια που κωδικοποιούν πρωτείνες, σε ποσοστό 50%. Δύο βήματα διάσπασης πραγματοποιούνται (ένα στον πυρήνα κι ένα στο κυταρόπλασμα) μέχρι το ώριμο miRNA που αποτελείται από 20-24 νουκλεοτίδια. Tα πρώτα δείγματα ρύθμισης στόχου βρέθηκαν στο Caenorhabditis elegans όπου αποδείχθηκε καταστολή της μετάφρασης. Είναι πλέον σαφές, σε ανώτερους οργανισμούς ότι αλλαγές στο επίπεδο των πρωτεϊνών σημαίνουν αλλαγές στο mRNA. Tα miRNAs μπορεί να χρησιμοποιηθούν για διακοπή της γονιδιακής έκφρασης. Ένα απλό miRNA μπορεί να μειώσει τα επίπεδα εκατοντάδων mRNAs. Aπό τις πρόσφατες μελέτες φαίνεται ότι υπάρχει ένα πολύπλοκο δίκτυο που διευθύνεται από τα miRNAs
Ολιγονουκλεοτίδια-αναστολή miRNAs
Η κίνηση των ολιγονουκλεοτιδίων εξαρτάται από χημικές μετατροπές που τα προστατεύουν από την αποικοδόμηση τους στο αίμα και επιτρέπουν την πρόσληψη τους από τους ιστούς. Τα μικρά RNAs των φυτών προστατεύονται με μεθυλίωση η οποία συχνά χρησιμοποιείται και για προστασία ολιγονουκλεοτιδίων που παρασκευάζονται φαρμακολογικά. Η χημική τροποποίηση περιλαμβάνει σύνδεση και ενός μορίου χοληστερόλης που βελτιώνει την κατανομή στην κυκλοφορία (ενσωμάτωση στο μονοπάτι των λιποπρωτεϊνών). Επίσης η προσθήκη φωσφοροθειικών προστατεύει από την αποδόμηση, αυξάνει τη σύνδεση με πρωτείνες του πλάσματος και την πρόσληψη από τα κύτταρα
Οι περισσότερες μελέτες για αναστολή των miRNAs χρησιμοποιούν miR-122 που εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα ειδικά στο ήπαρ (άμεση πρόσληψη ολιγονουκλεοτιδίων με ένεση) και αντιπροσωπεύει το 70% των miRNAs στο ήπαρ. Τα ηπατοκύτταρα φαίνεται ότι περιέχουν > 135.000 αντίγραφα / κύτταρο. Μετά από τρεις ενδοφλέβιες ενέσεις αναστολέων επιτυγχάνεται η πλήρης αναστολή του miRNA.
Αναστολείς miRNA
Διαφορετικές χημικές τροποποιήσεις οδηγούν σε διαφορετική φαρμακοκινητική των αναστολέων miRNAs. Επίσης η ποσότητα ενός ανταγωνιστή εξαρτάται από τον αριθμό των miRNAs του ιστού στόχου
Θεραπευτικές επιδράσεις στον μεταβολισμό
Η δράση του MiR-122 έχει συχνά μελετηθεί με ολιγονουκλεοτιδικούς αναστολείς. Ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης έδειξε ότι με αναστολή του MiR-122 σε πειραματόζωα, αναστέλλεται η βιοσύνθεση χοληστερόλης και μειώνονται τα επίπεδα της στο πλάσμα. Όμως η γενετική του διαγραφή έχει και αρνητικές συνέπειες όπως στεατοηπατίτιδα, ίνωση και αυξημένη πιθανότητα ηπατοκυτταρικού καρκινώματος. Πιθανώς εξηγείται από τη διάρκεια αναστολής που σε περίπτωση γενετικής διαγραφής η επίδραση ξεκινά από την εμβρυική ηλικία. Τα γονίδια PparD και Baf60a είναι οι άμεσοι στόχοι του MiR-122 και πιθανότατα αυτά που επηρεάζουν άμεσα την χοληστερόλη και τον μεταβολισμό των λιπιδίων
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου