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# Biologia# Bioquímica

Avanços em Oligonucleotídeos Antissenso

Saiba como os ASOs estão mudando a regulação genética e as opções de tratamento.

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Oligonucleotídeos Antissenso (ASOs) são cadeias curtas de DNA ou RNA feitas pra se ligarem especificamente a moléculas de RNA-alvo. Eles ajudam cientistas e médicos a regular como os genes funcionam. Ao se ligarem ao RNA, os ASOs podem promover a degradação desse RNA ou bloquear sua função. Isso tem implicações importantes para tratar doenças e entender processos biológicos.

Como os ASOs Funcionam

Os ASOs geralmente têm de 12 a 30 blocos de construção, e ASOs mais longos tendem a ser mais específicos em atingir o RNA que querem. Quando um ASO se liga ao seu alvo, ele pode fazer algumas ações chave:

  1. Promover a Degradação do RNA: Alguns ASOs recrutam enzimas celulares que cortam o RNA. Esse processo destrói o RNA e impede que ele seja usado pra fazer proteínas.

  2. Bloquear Função do RNA: Outros ASOs podem simplesmente impedir que o RNA faça seu trabalho sem degradá-lo. Isso pode impedir a produção de proteínas ou mudar como os genes são expressos.

Alvo do RNA para Terapia

Um dos modos comuns de usar ASOs é promovendo o corte do RNA-alvo. Isso é feito trazendo proteínas específicas que ajudam a cortar o RNA. Uma dessas proteínas se chama RNase H1, que é encontrada em várias partes da célula. Essa proteína ajuda a manter o material genético da célula e ajuda a eliminar estruturas de RNA indesejadas.

Outra abordagem envolve um conjunto diferente de moléculas de RNA chamadas RNAS pequenos interferentes (siRNAs). Assim como os ASOs, os siRNAs podem ser emparelhados com proteínas para formar um complexo que silencia genes específicos degradando seus RNAs mensageiros.

Regulando o Splicing do RNA

O RNA pode passar por mudanças depois de ser feito, um processo chamado splicing. É aqui que seções do RNA são cortadas ou rearranjadas. Os ASOs podem ser projetados pra influenciar esse processo de splicing, o que pode ter efeitos profundos na expressão gênica. Por exemplo, em uma doença muscular séria chamada distrofia muscular de Duchenne, os cientistas desenvolveram ASOs que pulam certas partes de um gene defeituoso pra produzir uma versão funcional da proteína.

Outro ASO, chamado Nusinersen, ajuda a tratar a atrofia muscular espinhal ao possibilitar a produção de uma proteína crucial que geralmente está faltando. Esse ASO aumenta a forma estável do RNA que resulta na produção de uma proteína funcional, melhorando assim a condição.

ASOs e MicroRNAs

MicroRNAs (miRNAs) são pedaços pequenos de RNA que ajudam a regular a atividade gênica. Eles se ligam ao RNA mensageiro e impedem que ele faça proteínas. Os ASOs também podem ser projetados pra se ligarem a esses miRNAs. Ao fazer isso, eles podem impedir que os miRNAs se liguem aos seus RNAs mensageiros-alvo, levando a um aumento na expressão de proteínas que os miRNAs normalmente inibiriam.

Foco nas Regiões de Junção

Pesquisas recentes mostraram que algumas moléculas de RNA têm regiões estruturais especiais conhecidas como junções. Essas junções são essenciais para o funcionamento e regulação adequados do RNA. As junções podem agir como alvos importantes para os ASOs. Quando um ASO se liga a uma região de junção, ele pode desviar a estrutura normal do RNA, impedindo que funcione corretamente.

Em um estudo, os cientistas projetaram ASOs que visavam regiões de junção em miRNAs específicos. Eles descobriram que esses ASOs poderiam efetivamente inibir o processamento desses miRNAs, levando a níveis reduzidos na célula. Essa abordagem pode ser aplicada a muitos outros miRNAs com estruturas de junção semelhantes.

O Impacto da Pesquisa

Essa pesquisa abre portas pra terapias inovadoras que podem manipular como a expressão gênica funciona em um nível muito fundamental. Usando ASOs que visam regiões de junção do RNA, os cientistas podem controlar quais proteínas são feitas no corpo. Isso pode levar a novos tratamentos para uma gama de doenças, incluindo distúrbios genéticos e cânceres, onde a regulação da expressão gênica é crucial.

Direções Futuras

À medida que os cientistas continuam a explorar as capacidades dos ASOs, o foco provavelmente se expandirá para incluir outras estruturas de RNA além das junções. Entender como diferentes formas e formatos de RNA contribuem para sua função pode levar a estratégias terapêuticas mais eficazes. Essa pesquisa também levanta possibilidades empolgantes pra medicina personalizada, onde os tratamentos são adaptados ao perfil genético específico de pacientes individuais.

Ao direcionar os aspectos certos da biologia do RNA, os ASOs podem se tornar uma peça chave na medicina moderna, oferecendo nova esperança para condições que antes eram difíceis de tratar. A jornada dos oligonucleotídeos antissenso está apenas começando, e tem o potencial de mudar significativamente como lidamos com doenças genéticas.

Conclusão

O papel dos ASOs em manipular a biologia do RNA é uma área fascinante de pesquisa, misturando química, biologia e medicina. Com sua capacidade de atingir sequências e estruturas específicas de RNA, os ASOs são uma ferramenta poderosa para cientistas que buscam entender e tratar várias doenças. À medida que esse campo avança, podemos esperar que surjam estratégias ainda mais inovadoras e eficazes, aprimorando nossa capacidade de gerenciar a saúde por meio da regulação gênica.

Fonte original

Título: Use of steric blocking antisense oligonucleotides for the targeted inhibition of junction containing precursor microRNAs

Resumo: Antisense oligonucleotides (ASOs) are widely used as therapeutics for neurodegenerative diseases, cancers, and virus infections. One class of ASOs functions to enhance protein expression by sequestering the mature microRNA (miRNA) in a double-stranded structure within the RNA-induced silencing complex (RISC). An alternative approach for the targeted control of gene expression is to use ASOs that bind to the pre-elements of miRNAs (pre-miRNAs) and modulate their enzymatic processing. Here, we demonstrate that ASOs can be used to disrupt a specific structural feature, "junction," within pre-miR-31 that is important in directing efficient processing by the Dicer/TRBP complex. Furthermore, we extend and validate this strategy to pre-miR-144, which has a similar junction-dependent structure-function relationship. We found that a significant number of human pre-miRNAs are predicted to contain junctions, and validated our ASO approach on several members of this group. Importantly, we also verified the application of junction-targeting ASOs for the specific inhibition of pre-miRNA processing in cell. Our study reemphasizes the important roles of RNA structure in regulating Dicer/TRBP processing of pre-miRNAs and provides the framework to develop structure-informed ASOs that serve to inhibit miRNA production.

Autores: Sarah C Keane, S. Ma, S. A. Howden

Última atualização: 2024-04-08 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.08.588531

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.08.588531.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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