a Ribose

6.11.3.2 Modificações do Açúcar

Modificações ribose fornecer um notável nível de controle sobre o açúcar conformação no nucleotídeo, que determina a ligação de afinidade em direção a sua complementar strand e duplex estrutura. O puckering de açúcar pode ser alterado através de Gauche e efeitos anoméricos dos grupos hidroxila vizinhos ou através de restrições estéricas.56 a maioria dos açúcares nucleotidos e análogos adotam conformações caracterizadas como ” norte “(C 3′-endo e C 2′-exo), ou” Sul “(c 2′-endo e C 3′-exo). Na forma B, mais prevalente em DNA de cadeia dupla, riboses adotam a conformação “Sul”, enquanto na forma A, mais prevalente em RNA de cadeia dupla, riboses adotam a conformação “Norte”.

O análogo de nucleósido 2′-o-metil (2′-O-Me) é uma das modificações mais utilizadas na terapêutica. Em comparação com uma cadeia de ADN, a incorporação de unidades 2′-o-Me no ONs aumenta a afinidade de ligação para o complemento do ARN 57 e aumenta a estabilidade da nuclease.58 2 ‘ -O-Me ribose prefere uma conformação de açúcar do Norte 59 e forma duplexes de forma A -.59b a modificação 2’-O-Me tem sido amplamente aplicada no Anti-senso em pesquisa, especialmente quando incorporada no chamado “gapmer” em construções. Os ONs modificados 2 ‘ -o-Me encontram-se em muitos ensaios clínicos 60 e podem ser encontrados no primeiro aptâmero aprovado pela FDA, Macugen.61 estes análogos também são adequados para modificação siRNA. Na verdade, as unidades 2′-o-Me são bem toleradas em siRNAs, 23, 27 a embora esta modificação não seja tolerada em todos os locais do ARN duplex, particularmente a linha de orientação.As alterações 2′ – O-Me demonstraram reduzir as propriedades imunoestimulatórias de siRNAs.A modificação 2′-o-MOE (2′-o-(2-metoxietil)) foi utilizada em vários candidatos terapêuticos em ensaios clínicos.Tal como com 2′-o-Me, a modificação 2’-o-MOE aumenta a afinidade de ligação ao alvo (2°C por inserção)64 e melhora a estabilidade das nucleases.64a 2 ‘ – o-MOE modificações adotam uma conformação de açúcar Norte.37,64 grupos A 2′-o-MOE têm sido aplicados com sucesso ao anti-senso usando o acima mencionado design gapmer e em siRNA, especialmente na cadeia de passageiros.65 uma das terapeutas aprovadas para o antissenso, Mipomersen, é um antissenso de segunda geração que contém ligações fosforotioato e açúcares 2’-o-MOE.4a

a modificação 2′-fluoro é outra modificação química popular, particularmente para siRNA. 2 ‘- fluoro, como 2′ – O-Me, é um mímico RNA, preferencialmente adotando um pucker de açúcar do Norte,66 pelo menos em parte devido ao forte efeito gauche transmitido pelo 2′-flúor. Tal como o 2′-o-Me, o 2′-fluoro aumenta a afinidade de ligação para as sequências de ARN-alvo (2-3°C por inserção versus ADN) 37,64 B,67. 2′-a modificação do Fluoro é muito bem tolerada em siRNA,tanto no Guia como nas cadeias de passageiros 62b, 68. A substituição 2′ – fluoro permitiu a eliminação completa das RNAs das siRNAs sem comprometer a sua incorporação no RISC, proporcionando assim às duplexes uma maior estabilidade e potência que ainda actuam através da activação da via RNAi.Como 2′-O-Me, 2′-fluoro modificações também podem ser encontradas no aptâmero aprovado pela FDA, Macugen.61 ácido nucleico bloqueado (LNA) ou ácido nucleico 2′,4′-bicíclico (2′,4′-BNA) é um análogo ARN modificado quimicamente, onde uma ponte de metileno está formando uma ligação covalente entre o 2′-OH e o C-4′ do açúcar.70 estes análogos nucleosidos são essencialmente bloqueados numa conformação de açúcar do Norte que imita de perto a forma-a prevalente no ARN, que efetivamente pré-organiza o LNA para a ligação ao ARN.70,71 LNA mostra os maiores efeitos duplex de estabilidade de todas as modificações químicas, com estabilizações de 5-6°C por inserção.70a como resultado, o LNAs provou ser muito útil em anti-miRNA,72 antisense ON,71 e siRNA aplicações 62b, 73. As fortes propriedades de ligação da LNA tornam-nas particularmente úteis em aplicações anti-miRNA, onde sequências curtas podem ser necessárias para a especificidade de miRNA. Inas foram encontrados para ser um excelente anti-senso em modificações quando usado em construções gapmer.74 modificações LNA também são compatíveis com requisitos de química siRNA.As modificações do LNA mostram uma melhoria da resistência da nuclease 74 e podem reduzir a resposta imunoestimulatória do siRNA.Ao longo dos anos, foram introduzidos outros ácidos nucleicos bicíclicos (BNAs).65 a BNA analog, que foi aplicado com sucesso à geração 2.5 antissense terapêutico ONs, é (S)-cEt BNA, onde (s)-cEt BNAs são misturados nos flancos 2’-o-MOE de um MOE gapmer. (S) – cEt e LNA apresentam actividades Tm e in vitro e in vivo semelhantes. No entanto, o (s) cet BNA ONs revelou um perfil de toxicidade melhorado em relação ao LNA ONs. Estes dados sugerem que (S)-cEt BNA tem o potencial de melhorar o índice terapêutico de drogas anti-sensoriais.65 análogos nucleosidos Biciclohexanos (nucleósidos 2p-deoxi-metanocarba ) adotam uma conformação de açúcar do Norte, melhoram a estabilidade térmica dos duplexes e aumentam a estabilidade sérica de siRNA.Outro análogo nucleósido conformacionalmente limitado, o triciclo-DNA (tc-DNA), mostrou promessa no desenvolvimento inicial.É baseado em um sistema de anéis tricíclicos ao invés de bicíclicos. TC-DNA mostra afinidade de ligação aumentada ao RNA, não ativa RNase H, E é estável para nucleases.76

contrastando a natureza rígida do LNA, a modificação altamente flexível do ácido nucleico desbloqueado (UNA) (ou “seconucleósido”) também está sendo desenvolvida para aplicação em terapêutica. UNA, faltando a ligação covalente C2 ‘- C3 ‘ de um açúcar ribose, não é conformalmente contido e pode ser usado para influenciar na flexibilidade.77 UNA pode reduzir duplex Tm até 5-10 ° C por insert77,78, mas ainda facilita a seleção de fio antissense no complexo RISC. UNA modificações colocadas na região de sementes de uma linha de guia siRNA podem reduzir significativamente os efeitos fora do alvo.79