Platforma rozwoju aptamerów

Aptamery to jednoniciowe oligonukleotydy (DNA, RNA lub XNA) charakteryzujące się dużym powinowactwem i wysoką specyficznością, które specyficznie wiążą się z cząsteczkami docelowymi, takimi jak przeciwciała. Są one szeroko stosowane w opracowywaniu biosensorów, diagnostyki i terapii.

Platforma aptamerów oferowana przez Alpha Lifetech obejmuje dwie kategorie: platformę syntezy aptamerów, obejmującą głównie usługę syntezy biblioteki aptamerów SELEX i usługę rozwoju aptamerów (DNA, RNA lub XNA), oraz platformę przesiewania aptamerów, obejmującą usługi przesiewania oparte na technologii SELEX dla białek, peptydów, komórek, małych cząsteczek, jonów metali i innych cząsteczek docelowych, a także dalsze usługi optymalizacji aptamerów i analizy identyfikacyjnej.

Platforma syntezy aptamerów

Usługa syntezy biblioteki aptamerów SELEX

Usługa syntezy biblioteki aptamerów SELEX polega głównie na konstruowaniu biblioteki zawierającej dużą liczbę losowych jednoniciowych sekwencji oligonukleotydowych metodą syntezy chemicznej in vitro, zgodnie z cząsteczkami docelowymi. Konstrukcja biblioteki stanowi punkt wyjścia technologii SELEX, która dostarcza liczne sekwencje kandydackie do późniejszego procesu przesiewowego poprzez konstruowanie ogromnych bibliotek losowych i zwiększa możliwości przesiewu aptamerów o wysokim powinowactwie.

Synteza bibliotek dzieli się głównie na następujące kroki:

Kroki	Szczegóły technologii
Zidentyfikuj cząsteczki docelowe	Zidentyfikuj cząsteczki docelowe, które należy przebadać pod kątem aptamerów. Mogą to być białka, kwasy nukleinowe, małe cząsteczki, jony metali itp.
Projektowanie sekwencji losowych	Długość losowej sekwencji, skład zasad i inne parametry zaprojektowano zgodnie z charakterystyką cząsteczek docelowych i wymaganiami przesiewowymi. Zazwyczaj losowe sekwencje mają długość od kilkudziesięciu do kilkuset zasad.
Synteza sekwencji stałych	Zaprojektowano i zsyntetyzowano fragmenty oligonukleotydów z ustalonymi sekwencjami (takimi jak sekwencje starterów PCR) na obu końcach, które zostaną wykorzystane w późniejszym procesie amplifikacji i przesiewu.

Zsyntetyzowana biblioteka wymaga jeszcze dalszego przetworzenia w celu kontroli jakości. Stężenie biblioteki określono w celu zapewnienia jej przydatności w dalszym procesie przesiewowym. Różnorodność i dokładność losowych sekwencji w bibliotece zweryfikowano za pomocą sekwencjonowania i innych metod, aby upewnić się, że jakość biblioteki spełnia wymagania przesiewowe.

Dzięki przeprowadzeniu powyższych kroków możliwe jest zsyntetyzowanie biblioteki aptamerów SELEX o wysokiej jakości i dużej różnorodności, która może dostarczyć licznych sekwencji kandydackich do późniejszego procesu przesiewowego.

Usługi rozwoju aptamerów (DNA, RNA lub XNA)

Termin „aptamery” zazwyczaj odnosi się do aptamerów kwasu nukleinowego. Aptamery kwasu nukleinowego obejmują aptamery DNA, aptamery RNA oraz aptamery XNA, czyli chemicznie modyfikowane aptamery kwasu nukleinowego. Technika SELEX jest szeroko stosowana w rozwoju aptamerów. Podstawowy proces rozwoju aptamerów obejmuje konstrukcję biblioteki, wiązanie celu, izolację i oczyszczanie, amplifikację, wielokrotne rundy przesiewowe oraz identyfikację sekwencji. Od wielu lat koncentrujemy się na konstrukcji bibliotek i posiadamy bogate doświadczenie w rozwoju aptamerów. Zależy nam na świadczeniu klientom usług na najwyższym poziomie.

Proces technologiczny SELEX

Proces SELEX składa się z wielu rund, z których każda składa się z następujących kluczowych kroków:

Biblioteka i wiązanie docelowe

Skonstruowaną bibliotekę kwasów nukleinowych miesza się ze specyficznymi cząsteczkami docelowymi (takimi jak białka, związki małocząsteczkowe itd.), tak aby sekwencje kwasów nukleinowych w bibliotece miały możliwość wiązania się z cząsteczkami docelowymi.

Izolacja niezwiązanych cząsteczek

Sekwencje kwasu nukleinowego, które nie są związane z cząsteczką docelową, są oddzielane od mieszaniny za pomocą specjalnych metod, takich jak chromatografia powinowactwa, rozdział za pomocą kulek magnetycznych itp.

Amplifikacja cząsteczek wiążących

Sekwencja kwasu nukleinowego związana z cząsteczką docelową jest amplifikowana, zazwyczaj z wykorzystaniem technologii reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR). W kolejnej fazie badań przesiewowych amplifikowane sekwencje będą wykorzystywane jako biblioteka wyjściowa.

Rys. 1: Proces przesiewowy SELEX

Platforma przesiewowa aptamerów

Usługa przesiewowa aptamerów

Alpha Lifetech oferuje szeroki wachlarz specjalistycznych usług badania aptamerów, stosując różne metodologie SELEX dla różnych typów cząsteczek:

Typy docelowe	Szczegóły techniczne
Badanie aptamerów białkowych metodą SELEX	Głównym celem screeningu aptamerów białkowych jest poszukiwanie aptamerów, które mogą specyficznie wiązać się z docelowymi cząsteczkami białkowymi. Aptamery te są prostsze w syntezie, bardziej stabilne i mniej podatne na czynniki środowiskowe.
Badanie aptamerów peptydowych metodą SELEX	Aptamery peptydowe to klasa krótkich sekwencji peptydowych o wysokiej specyficzności i powinowactwie, które mogą specyficznie wiązać się z substancjami docelowymi i wykazują szeroki potencjał zastosowań w dziedzinie biomedycyny. Poprzez specjalistyczny proces przesiewowy, aptamery peptydowe, które mogą specyficznie wiązać się z cząsteczkami docelowymi, są przeszukiwane z dużej liczby losowych bibliotek sekwencji peptydowych.
Badanie aptamerów specyficznych dla komórek (Cell-SELEX)	Jako cele przygotowuje się komórki docelowe lub specyficzne cząsteczki na powierzchni komórki. Celami mogą być całe komórki, receptory na błonie komórkowej, białka lub inne małe cząsteczki.
Badanie aptamerów małych cząsteczek metodą Capture SELEX	Capture SELEX to technika przesiewowa in vitro służąca do przeszukiwania aptamerów małocząsteczkowych, które są wariantem SELEX. Capture SELEX jest szczególnie dobrze przystosowany do przeszukiwania aptamerów w celu identyfikacji małych cząsteczek, które zazwyczaj mają mniej grup funkcyjnych i są trudne do immobilizacji bezpośrednio na nośnikach fazy stałej.
Usługi SELEX oparte na żywych zwierzętach	Usługa badań przesiewowych z wykorzystaniem żywych zwierząt to technika eksperymentalna, szeroko stosowana w naukach biologicznych, medycynie i biotechnologii, która wykorzystuje żywe zwierzęta jako modele eksperymentalne do badań przesiewowych i oceny określonych cząsteczek, leków, terapii lub procesów biologicznych. Usługi te mają na celu symulację środowiska fizjologicznego w organizmie człowieka, aby dokładniej przewidywać i oceniać skuteczność oraz bezpieczeństwo wyników eksperymentów w organizmie człowieka.

Usługa optymalizacji aptamerów

Hydrofilowość, wysoka utrata powinowactwa podczas produkcji i szybkie wydalanie aptamerów ograniczają ich zastosowanie. Obecnie bada się wiele metod optymalizacji w celu zwiększenia wydajności aptamerów.

Dysponujemy również wieloma sposobami optymalizacji aptamerów polegającymi na skracaniu, modyfikowaniu, sprzęganiu z odpowiednią grupą (tiolową, karboksylową, aminową, fluoroforową itp.).

Usługa analizy charakterystyki aptamerów

Usługa analizy charakterystyki aptamerów odnosi się do profesjonalnej usługi oceny wydajności, określenia struktury i weryfikacji funkcjonalnej uzyskanego aptameru, w celu zapewnienia, że aptamer spełnia wymagania dotyczące specyficznej zdolności wiązania, stabilności i swoistości. Obejmuje ona głównie analizę powinowactwa i swoistości, ocenę stabilności oraz weryfikację funkcji biologicznych.