Daha hızlı aptamer taraması aylar yerine günler içinde antikorlara sentetik alternatifler buluyor

Aptamerler, belirli bir hedef molekülü yüksek hassasiyetle tanıyabilen ve ona bağlanabilen kısa DNA veya RNA iplikçikleridir. Antikorlara benzer şekilde, bu molekülleri tespit etmek veya aktivitelerini modüle etmek için kullanılabilirler. Antikorlardan farklı olarak çok daha stabildirler, sentetik olarak üretilebilirler ve istenen özellikleri elde edecek şekilde kimyasal olarak modifiye edilebilirler. Sonuç olarak antikorlarla sağlanamayan yetenekler sunabiliyorlar.

Doğru ve hızlı teşhis araçlarına olan talep arttıkça aptamerler bu uygulamalara genellikle antikorlardan daha uygundur. Ancak aptamerlerin geliştirilmesi hem deneysel olarak zorlu hem de zaman alıcıdır. IOCB Prag’dan Dr. Marek Ondruš ve Prof. Michal Hocek liderliğindeki bir bilim insanı ekibi, şimdi geliştirme sürecini önemli ölçüde kısaltan bir teknoloji geliştirdi. Araştırmaları dergide yayınlandı Doğa İletişimi.

Aptamerleri daha hızlı bulma

Ondruš, “Bir aptamer geliştirmek genellikle samanlıkta iğne aramak gibidir. Trilyonlarca farklı DNA dizisi arasında, hedef moleküle güçlü ve spesifik olarak bağlanan birini ararız. Yeni yaklaşımımız önce ‘aptamer ailelerini’ (yüzlerce ilgili dizi) tarar ve ardından ailenin en iyi performans gösteren üyesini belirler. Bu yaklaşım, geliştirme süresini birkaç aydan yalnızca birkaç güne indirebilir.” dedi.

Ekip ayrıca aptamerlerin yapı taşlarını kimyasal olarak değiştirerek potansiyel uygulamalarını genişletti. Örneğin, amino asitlerde doğal olarak bulunanlara benzer fonksiyonel grupların eklenmesi, sonuçta ortaya çıkan moleküllerin hem DNA’nın hem de antikorların avantajlarını birleştirmesine olanak tanır: Dizileri, DNA’daki nükleotidlerin sırasına göre kodlanırken, eklenen kimyasal modifikasyonlar, biyolojik olarak ilgili hedefleri tanıma ve birçok biyolojik sürecin altında yatan proteinler arasındaki etkileşimleri taklit etme yeteneklerini büyük ölçüde genişletir.

Kimyasal ayarlamalar nasıl yardımcı olur?

Araştırmacılar, kan şekeri düzeylerini düzenleyen önemli bir protein olan insan insülin reseptörünü kullanan bu yeni yöntemin potansiyelini ortaya koydu. Reseptöre spesifik olarak bağlanan bir aptamer geliştirdiler ve kriyo-elektron mikroskobu kullanarak bu etkileşimin moleküler temelini aydınlattılar. Ondruš, “Kimyasal olarak eklenen fonksiyonel grupların yalnızca hedef tanıma ve aptamer-protein kompleksinin oluşumunda değil, aynı zamanda DNA aptamerinin yapısını stabilize etmede de önemli bir rol oynadığını gösterdik. Bulgularımız, kimyasal olarak değiştirilmiş nükleik asitlerin proteinlerin temel özelliklerini nasıl taklit edebildiğine dair yeni bilgiler sağlıyor.” dedi.

Gelecekte teknoloji, antikor bazlı teşhis araçlarını tamamlayabilir, hatta bazı uygulamalarda yerini alabilir. Şirket, IOCB Prag’daki keşiflerin pratik uygulamalara dönüştürülmesine yardımcı olduğundan araştırmacılar, IOCB Tech ile daha da geliştirilmesi için işbirliği yapıyor.