Стабильность и функциональные свойства днк-аптамеров, иммобилизованных на поверхности углеродных наночастиц, применимых в системах диагностики и таргетной терапии

Авторы

  • М.Б. Раев Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
  • П.В. Храмцов Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
  • М.Д. Кропанева Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
  • В.П. Тимганова Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
  • М.С. Бочкова Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
  • С.А. Заморина Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН

DOI:

https://doi.org/10.7242/2658-705X/2020.1.5

Ключевые слова:

аптамеры, ДНК, РНК, углеродные наночастицы, диагностика, нуклеазы, стабильность

Аннотация

Разработана технология получения конъюгатов углеродных наночастиц с ДНК-аптамерами. Исследованы и оптимизированы условия синтеза и сохранности структурно-функциональных свойств получаемых конструкций с позиции их стабильности при длительном хранении. В первую очередь это касается перспектив применения таких конъюгатов в in vitro диагностики и таргетной терапии. Особое значение имеют полученные данные об устойчивости к воздействиям внешней среды и атаке биологически активными соединениями (эндонуклеазами). Именно активность этих молекул по отношению к нуклеиновым кислотам и их фрагментам составляет основное препятствие для использования аптамеров в in vivo диагностике и терапевтической практике. Полученные результаты свидетельствуют в пользу реального решения существующих проблем.

Биографии авторов

  • М.Б. Раев, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
    доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН - филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (ИЭГМ УрО РАН); профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета, Пермский государственный национальный исследовательский университет (ПГНИУ)
  • П.В. Храмцов, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
    кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии, ИЭГМ УрО РАН; ассистент кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета, ПГНИУ
  • М.Д. Кропанева, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
    инженер, ИЭГМ УрО РАН
  • В.П. Тимганова, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
    кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии, ИЭГМ УрО РАН
  • М.С. Бочкова, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
    кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии, ИЭГМ УрО РАН
  • С.А. Заморина, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
    доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии, ИЭГМ УрО РАН; профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета, ПГНИУ

Библиографические ссылки

  1. Плаксин Д.Ю., РаевМ.Б., Громаковская Е.Т. Патент РФ № 2089912 от 10.09.1997.
  2. Раев М.Б. Частицы коллоидного углерода в системах неинструментальной диагностики // Клиническая лабораторная диагностика. - 2008. - № 2. - С. 45-48.
  3. Bouvier-Muller A., Duconge F. Application of aptamers for in vitro Molecular Imaging and Theranostics // Advanced Drug Delivery Reviews. - 2018. - Vol. 134. - P. 94-106.
  4. Cherepanova A.V., Tamkovich S.N., Bryzgunova O.E., Vlassov V.V., Laktionov P.P. Deoxyribonuclease Activity and Circulating DNA Concentration in Blood Plasma of Patients with Prostate Tumors // Annals of the New York Academy of Sciences. - 2008. - Vol. 1137. - № 1. - P. 218-221.
  5. Khramtsov P., Kropaneva M, Byzov I., Minin A., Mysi, A., Timganova V., Bochkova M., Uimin M., Zamorina S., Yermakov A., Rayev M. Conjugation of carbon coated-iron nanoparticles with biomolecules for NMR-based assay // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. - 2019. - Vol. 176. - № 1. - P. 256-264.
  6. Khramtsov P.V, Kropaneva M.D., Kalashnikova T.V., Zamorina S.A., Rayev M.B., Bochkova M.S., Timganova V.P. Highly stable conjugates of carbon nanoparticles with dna aptamers // Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids. - 2018. - Vol. 34. - № 35. - P. 10321-10332.
  7. Tan K., Pan S., Jeevanandam J., Danquah M.K. Cardiovascular therapies utilizing targeted delivery of nanomedicines and aptameres // International Journal of Pharmaceutics. - 2019. - Vol. 558. - P. 413-425.
  8. Yang, Y., Yang, X., Yang, Y., Yuan Q. Aptamer-Functionalized Carbon Nanomaterials Electrochemical Sensors for Detecting Cancer Relevant Biomolecules // Carbon. - 2018. - Vol. 129. - P. 380-395.
  9. Zhuo Z., Yu Y., Wang M. [et al.] Recent Advances in SELEX Technology and Aptamer Applications in Biomedicine // International Journal of Molecular Sciences. - 2017. - Vol. 18. - № 10. - P. 2142-2161.

Загрузки

Опубликован

2020-04-17

Выпуск

№ 1 (2020)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Раев, М., Храмцов, П., Кропанева, М., Тимганова, В., Бочкова, М., & Заморина, С. (2020). Стабильность и функциональные свойства днк-аптамеров, иммобилизованных на поверхности углеродных наночастиц, применимых в системах диагностики и таргетной терапии. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 1, 45-52. https://doi.org/10.7242/2658-705X/2020.1.5