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RNA-MODULATION DURCH PMOs
Im frühen Stadium der Proteinsynthese wird die DNA in eine unausgereifte Form von RNA transkribiert, die Präkursor -Messenger-RNA (pre-mRNA) genannt wird. Pre-mRNA wird in Boten-RNA (mRNA) gespleisst oder verarbeitet, die letztendlich in ein Protein übersetzt wird.
PROTEINSYNTHESE ERFORSCHEN
ALTERNATIVES SPLEISSEN
Alternatives Spleissen tritt oft auf natürliche Weise während der Genexpression auf und führt zu einem einzigen Gen, das für mehrere Proteine kodiert. RNA-Therapeutika können diesen Prozess nutzen, um die Produktion von Proteinen auf- oder abwärts zu regulieren oder die Funktion des Proteins durch Veränderung des Spleissens zu verändern.
PMOs können so konzipiert werden, dass sie selektiv auf Elemente in der Pre-mRNA zielen, um den Spleiss-Mechanismus umzuleiten und eine alternative mRNA zu verarbeiten. Die alternative mRNA kann in ein gewünschtes Protein übersetzt werden. Oder es kann so hergestellt werden, dass es nicht funktionsfähig ist, um die Translation eines unerwünschten Proteins zu verhindern.
Ein Beispiel für alternatives Spleissen ist das Exon-Skipping. Dies kann ein sinnvoller therapeutischer Ansatz bei bestimmten Erbkrankheiten wie der Duchenne-Muskeldystrophie (DMD) sein. Die zugrundeliegende Ursache von DMD ist eine Mutation oder ein Fehler im Gen für Dystrophin, ein essentielles Protein, das an der Muskelfaserfunktion beteiligt ist.
In diesem Beispiel weist der PMO den Spleiss-Mechanismus an, bei der Verarbeitung der Pre-mRNA ein Exon zu überspringen. Die alternative mRNA ermöglicht somit die Produktion eines verkürzten, funktionellen Dystrophin-Proteins.
TRANSLATIONS UNTERDRÜCKUNG
PMOs können auch verhindern, dass zelluläre Mechanismn mRNA in ein Protein umwandelt. PMOs tun dies, indem sie an eine bestimmte Kontrollregion in der mRNA binden und den Zugang zum Zell-Mechanismus blockieren. Dadurch hemmt das PMO die Translation eines unerwünschten Proteins.
Eine therapeutische Anwendung zur Unterdrückung der Translation mit PMOs ist die Hemmung der Virusreplikation. Wenn ein Virus eine Zelle infiziert, fügt es seinen genetischen Code ein und zwingt die Zelle, das Virus zu replizieren. Die Zelle stirbt letztendlich ab und gibt die Virenkopien in den Kreislauf ab, wo sie andere Zellen infizieren.
In diesem Beispiel bindet das PMO an spezifische Ziele in der viralen RNA, um die Translation eines Proteins zu blockieren, das zur Replikation des Virus benötigt wird. Dieser Ansatz kann den viralen Lebenszyklus stoppen oder verlangsamen.
BREITE ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN
Die PMO-basierte Medikamentenentwicklung hat das Potenzial, Krankheiten zu bekämpfen, die sonst nicht mit herkömmlichen kleinmolekularen oder biologischen Medikamenten behandelt werden könnten. Das menschliche Genom mit etwa 22.000 Genen ist die Basis für mehr als 250.000 RNA-Transkripte und etwa 150.000 Proteine, ein Universum, das über viele potentielle Ansatzpunkte für PMO-basierte Therapien verfügt.