Theranostics: 寡核苷酸基因治疗(OGT)药物的特异性

基于寡核苷酸的基因治疗(OGT)是一种基因治疗的变体，它使用短的合成DNA、RNA或它们的化学类似物与特定的RNA或DNA靶标杂交，然后将其灭活。人们认为，OGT具有将小分子药物的低免疫原性与蛋白质药物(如抗体)识别靶点的特异性和有效性相结合的潜力。

OGT已经发展了40多年。它的目的是抑制导致人类疾病发展或干扰常规治疗(例如抗药性)的基因。OGT药物包括反义寡核苷酸(ASO试剂)、小干扰RNA(SiRNA)、核酶(Rz)、脱氧核酶(DZ)和CRISPR/Cas。到目前为止，全球药品市场提供了10种ASO制剂和4种siRNAs用于治疗遗传疾病和巨细胞病毒感染。然而，尽管在临床前和临床研究中取得了重大进展，但还没有一种抗癌OGT药物被批准用于临床。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36276652/

近日，来自ITMO大学的研究者们在Theranostics杂志上发表了题为“Specificity of oligonucleotide gene therapy (OGT) agents”的综述性文章，该综述总结了寡核苷酸基因治疗(OGT)药物的特异性。

寡核苷酸基因治疗(OGT)药物(如反义、脱氧核酶、siRNA和CRISPR/Cas)是很有前途的治疗工具。尽管进行了广泛的努力，但只有几种OGT药物被批准用于临床。除了有效传递到靶细胞的问题外，杂交特异性是OGT试剂的一个潜在限制。

为了确保紧密结合，一个典型的OGT试剂与一个独特的靶向序列的15-25个核苷酸片段杂交。然而，这种长度的杂交种在生理条件下可以容忍一个或多个错配，这一问题被称为亲和力/特异性困境。

在本研究中，研究者通过在体外、动物模型和临床研究中分析OGT杂交依赖的脱靶效应(HD OTE)来评估这个问题的规模。除脱氧核酶外，所有OGT试剂在体外都表现出HD OTE，最全面的证据表明siRNA和CRISPR/Cas9的特异性很差。

值得注意的是，siRNA抑制非靶向基因的原因是：(1)与mRNA3‘-非翻译区(3’-UTR)部分互补，(2)正义链的反义活性。由于引导RNA的低特异性，CRISPR/Cas9系统可能导致数百个非预期的dsDNA断裂，这可能限制CRISPR/Cas9通过体外形式的治疗应用。这种效应对观察到的OGT制剂的体内毒性的贡献尚不清楚，需要进一步研究。锁定或多肽核酸可提高OGT核酸酶的抗性，但不能提高特异性。使用依赖于RNA标记的(有条件的)激活OGT试剂的方法可能会提高特异性，但需要在细胞培养和体内进行额外的验证。

反义寡核苷酸(ASO)发挥作用

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36276652/

本文讨论的OGT试剂采用核酸杂交原理进行目标识别，这些试剂已被广泛用于杂交探针的研究。传统的杂交探针只有在与目标物形成不稳定的杂交体时才能获得高特异性。然而，OGT试剂必须紧密结合他们的靶标才能解开mRNA二级结构或dsDNA(在CRISPR/CAS的情况下)。

OGT试剂/目标杂交物可以通过与RNaseH、RISC和Cas9形成络合物来额外稳定。这种紧密的结合性质使OGT代理容易患上HD OTE。有趣的是，直到2014年，ASO试剂的这种影响才被报道，或者在引入后大约40年才报告。最近的例子表明，多组分ASO和DZ试剂具有解决HD OTE问题的潜力。然而，需要努力将报道的药物转化为治疗技术。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Daria D Nedorezova et al. Specificity of oligonucleotide gene therapy (OGT) agents. Theranostics. 2022 Oct 9;12(16):7132-7157. doi: 10.7150/thno.77830.