കോവിഡിനുള്ള ഫൈസറിന്റെ എംആർഎൻഎ വാക്‌സിൻ, റൈബോ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് (ആർഎൻഎ) ഒരു ചികിത്സാ ലക്ഷ്യമായി ഉപയോഗിക്കാനുള്ള അഭിനിവേശത്തെ വീണ്ടും ജ്വലിപ്പിച്ചു.എന്നിരുന്നാലും, ചെറിയ തന്മാത്രകൾ ഉപയോഗിച്ച് ആർഎൻഎ ലക്ഷ്യമിടുന്നത് അങ്ങേയറ്റം വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്.

ആർ‌എൻ‌എയ്ക്ക് നാല് നിർമ്മാണ ബ്ലോക്കുകൾ മാത്രമേയുള്ളൂ: അഡിനൈൻ (എ), സൈറ്റോസിൻ (സി), ഗ്വാനിൻ (ജി), യുറാസിൽ (യു) ഇത് ഡിഎൻഎയിൽ കാണപ്പെടുന്ന തൈമിന് (ടി) പകരമാണ്.ഇത് മയക്കുമരുന്ന് തിരഞ്ഞെടുക്കലിനെ ഏറെക്കുറെ മറികടക്കാനാകാത്ത തടസ്സമാക്കുന്നു.നേരെമറിച്ച്, പ്രോട്ടീനുകളെ മേക്കപ്പ് ചെയ്യുന്ന 22 പ്രകൃതിദത്ത അമിനോ ആസിഡുകളുണ്ട്, ഇത് പ്രോട്ടീൻ ടാർഗെറ്റുചെയ്യുന്ന മിക്ക മരുന്നുകൾക്കും താരതമ്യേന നല്ല സെലക്റ്റിവിറ്റി ഉള്ളത് എന്തുകൊണ്ടെന്ന് വിശദീകരിക്കുന്നു.

ആർഎൻഎയുടെ ഘടനയും പ്രവർത്തനവും

പ്രോട്ടീനുകളെപ്പോലെ, ആർ‌എൻ‌എ തന്മാത്രകൾക്കും ദ്വിതീയവും തൃതീയവുമായ ഘടനകളുണ്ട്, ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്.അവ ഒറ്റ-ചെയിൻ മാക്രോമോളികുലുകളാണെങ്കിലും, ബേസ് ജോടിയാക്കൽ ബൾജുകൾ, ലൂപ്പുകൾ, ഹെലിസുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് കാരണമാകുമ്പോൾ അവയുടെ ദ്വിതീയ ഘടന രൂപപ്പെടുന്നു.തുടർന്ന്, ത്രിമാന ഫോൾഡിംഗ് ആർഎൻഎയുടെ ത്രിതീയ ഘടനയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, അത് അതിന്റെ സ്ഥിരതയ്ക്കും പ്രവർത്തനത്തിനും അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.

ചിത്രം 1. ആർഎൻഎയുടെ ഘടന

മൂന്ന് തരം RNA ഉണ്ട്:

• മെസഞ്ചർ RNA (mRNA)ഡിഎൻഎയിൽ നിന്നുള്ള ജനിതക വിവരങ്ങൾ ട്രാൻസ്ക്രൈബ് ചെയ്യുകയും റൈബോസോമിലേക്ക് അടിസ്ഥാന ശ്രേണിയായി കൈമാറുകയും ചെയ്യുന്നു;എൽ
• റൈബോസോമൽ RNA (rRNA)റൈബോസോമുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന പ്രോട്ടീൻ-സിന്തസൈസിംഗ് അവയവങ്ങളുടെ ഭാഗമാണ്, അവ സൈറ്റോപ്ലാസത്തിലേക്ക് കയറ്റുമതി ചെയ്യുകയും mRNA-യിലെ വിവരങ്ങൾ പ്രോട്ടീനുകളിലേക്ക് വിവർത്തനം ചെയ്യാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു;
• ട്രാൻസ്ഫർ RNA (tRNA)mRNA യും പ്രോട്ടീൻ ഉണ്ടാക്കുന്ന അമിനോ ആസിഡ് ശൃംഖലയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധമാണ്.

ഒരു ചികിത്സാ ലക്ഷ്യമായി ആർഎൻഎയെ ലക്ഷ്യമിടുന്നത് വളരെ ആകർഷകമാണ്.നമ്മുടെ ജീനോമിന്റെ 1.5% മാത്രമേ ആത്യന്തികമായി പ്രോട്ടീനിലേക്ക് വിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നുള്ളൂ, അതേസമയം 70%-90% ആർഎൻഎയിലേക്ക് ട്രാൻസ്ക്രൈബ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.എല്ലാ ജീവജാലങ്ങൾക്കും ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടത് ആർഎൻഎ തന്മാത്രകളാണ്.ഫ്രാൻസിസ് ക്രിക്കിന്റെ "കേന്ദ്ര സിദ്ധാന്തം" അനുസരിച്ച്, ഡിഎൻഎയിൽ നിന്നുള്ള ജനിതക വിവരങ്ങൾ പ്രോട്ടീനുകളിലേക്ക് വിവർത്തനം ചെയ്യുക എന്നതാണ് ആർഎൻഎയുടെ ഏറ്റവും നിർണായകമായ പങ്ക്.കൂടാതെ, ആർഎൻഎ തന്മാത്രകൾക്ക് മറ്റ് പ്രവർത്തനങ്ങളും ഉണ്ട്:

• പ്രോട്ടീൻ സിന്തസിസിൽ അഡാപ്റ്റർ തന്മാത്രകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു;എൽ
• ഡിഎൻഎയ്ക്കും റൈബോസോമിനും ഇടയിൽ ഒരു സന്ദേശവാഹകനായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു;എൽ
• അവ എല്ലാ ജീവകോശങ്ങളിലെയും ജനിതക വിവരങ്ങളുടെ വാഹകരാണ്;എൽ
• പുതിയ പ്രോട്ടീനുകൾ സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ ശരിയായ അമിനോ ആസിഡുകളുടെ റൈബോസോമൽ തിരഞ്ഞെടുപ്പിനെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നുവിവോയിൽ.

ആൻറിബയോട്ടിക്കുകൾ

1940-കളിൽ തന്നെ കണ്ടെത്തിയെങ്കിലും, പല ആൻറിബയോട്ടിക്കുകളുടെയും പ്രവർത്തനരീതി 1980-കളുടെ അവസാനം വരെ വ്യക്തമാക്കപ്പെട്ടിരുന്നില്ല.ആൻറിബയോട്ടിക്കുകളുടെ വലിയൊരു ഭാഗം ബാക്ടീരിയൽ റൈബോസോമുകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് ഉചിതമായ പ്രോട്ടീനുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നതിൽ നിന്ന് തടയുകയും അതുവഴി ബാക്ടീരിയകളെ കൊല്ലുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് കണ്ടെത്തി.

ഉദാഹരണത്തിന്, അമിനോഗ്ലൈക്കോസൈഡ് ആൻറിബയോട്ടിക്കുകൾ 30S റൈബോസോം ഉപയൂണിറ്റിന്റെ ഭാഗമായ 16S rRNA യുടെ A-സൈറ്റുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു, തുടർന്ന് ബാക്ടീരിയയുടെ വളർച്ചയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നതിന് പ്രോട്ടീൻ സമന്വയത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ആത്യന്തികമായി കോശങ്ങളുടെ മരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.എ-സൈറ്റ് അമിനോഅസൈൽ സൈറ്റിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് tRNA സ്വീകരിക്കുന്ന സൈറ്റ് എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു.പോലുള്ള അമിനോഗ്ലൈക്കോസൈഡ് മരുന്നുകൾ തമ്മിലുള്ള വിശദമായ ഇടപെടൽപരോമോമൈസിൻ, കൂടാതെ എ-സൈറ്റ്ഇ.കോളിRNA താഴെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 2. പരോമോമൈസിനും എ-സൈറ്റും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനംഇ.കോളിആർ.എൻ.എ

നിർഭാഗ്യവശാൽ, അമിനോഗ്ലൈക്കോസൈഡ് മരുന്നുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള പല എ-സൈറ്റ് ഇൻഹിബിറ്ററുകൾക്കും നെഫ്രോടോക്സിസിറ്റി, ഡോസ്-ആശ്രിതത്വം, നിർദ്ദിഷ്ട മാറ്റാനാവാത്ത ഓട്ടോടോക്സിസിറ്റി തുടങ്ങിയ സുരക്ഷാ പ്രശ്നങ്ങളുണ്ട്.ആർഎൻഎയുടെ ചെറിയ തന്മാത്രകളെ തിരിച്ചറിയുന്നതിനുള്ള അമിനോഗ്ലൈക്കോസൈഡ് മരുന്നുകളിലെ സെലക്റ്റിവിറ്റിയുടെ അഭാവത്തിന്റെ ഫലമാണ് ഈ വിഷാംശങ്ങൾ.

ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ: (എ) ബാക്ടീരിയയുടെ ഘടന, (ബി) മനുഷ്യ കോശ സ്തര, (സി) ഹ്യൂമൻ മൈറ്റോകോൺ‌ഡ്രിയൽ എ-സൈറ്റ് എന്നിവ വളരെ സാമ്യമുള്ളതാണ്, ഇത് എ-സൈറ്റ് ഇൻഹിബിറ്ററുകൾ അവയെല്ലാം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.

ചിത്രം 3. നോൺ-സെലക്ടീവ് എ-സൈറ്റ് ഇൻഹിബിറ്റർ ബൈൻഡിംഗ്

ടെട്രാസൈക്ലിൻ ആൻറിബയോട്ടിക്കുകളും ആർആർഎൻഎയുടെ എ-സൈറ്റിനെ തടയുന്നു.Mg 30S ഉപയൂണിറ്റിലെ ഒരു ഹെലിക്കൽ റീജിയണിലേക്ക് (H34) വിപരീതമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് ബാക്ടീരിയ പ്രോട്ടീൻ സമന്വയത്തെ അവ തിരഞ്ഞെടുത്ത് തടയുന്നു.²⁺.

മറുവശത്ത്, മാക്രോലൈഡ് ആൻറിബയോട്ടിക്കുകൾ ബാക്ടീരിയൽ റൈബോസോം ടണലിന്റെ എക്സിറ്റ് സൈറ്റിന് സമീപം (ഇ-സൈറ്റ്) നേസന്റ് പെപ്റ്റൈഡുകൾക്ക് (NPET) ബന്ധിപ്പിക്കുകയും അതിനെ ഭാഗികമായി തടയുകയും അതുവഴി ബാക്ടീരിയൽ പ്രോട്ടീൻ സമന്വയത്തെ തടയുകയും ചെയ്യുന്നു.അവസാനമായി, oxazolidinone പോലുള്ള ആൻറിബയോട്ടിക്കുകൾലൈൻസോളിഡ്(Zyvox) 23S rRNA ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളാൽ ചുറ്റപ്പെട്ട, ബാക്ടീരിയൽ 50S റൈബോസോമൽ ഉപയൂണിറ്റിലെ ആഴത്തിലുള്ള പിളർപ്പുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.

ആന്റിസെൻസ് ഒലിഗോ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ (ASO)

ആർഎൻഎയെ ലക്ഷ്യം വയ്ക്കുന്ന രാസമാറ്റം വരുത്തിയ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് പോളിമറുകളാണ് ആന്റിസെൻസ് മരുന്നുകൾ.ടാർഗെറ്റ് എംആർഎൻഎയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് അവർ വാട്‌സൺ-ക്രിക്ക് ബേസ് ജോടിയാക്കലിനെ ആശ്രയിക്കുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി ജീൻ നിശബ്ദമാക്കൽ, സ്റ്റെറിക് ബ്ലോക്ക്, അല്ലെങ്കിൽ സ്‌പ്ലിക്കിംഗ് മാറ്റം എന്നിവ സംഭവിക്കുന്നു.ASO-കൾക്ക് സെൽ ന്യൂക്ലിയസിലെ പ്രീ-ആർഎൻഎകളുമായും സൈറ്റോപ്ലാസത്തിലെ മുതിർന്ന എംആർഎൻഎകളുമായും സംവദിക്കാൻ കഴിയും.അവർക്ക് എക്സോണുകൾ, ഇൻട്രോണുകൾ, വിവർത്തനം ചെയ്യാത്ത പ്രദേശങ്ങൾ (UTR) എന്നിവ ടാർഗെറ്റുചെയ്യാനാകും.ഇന്നുവരെ, ഒരു ഡസനിലധികം എഎസ്ഒ മരുന്നുകൾ FDA അംഗീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

ചിത്രം 4. ആന്റിസെൻസ് ടെക്നോളജി

ആർഎൻഎയെ ലക്ഷ്യം വയ്ക്കുന്ന ചെറിയ തന്മാത്ര മരുന്നുകൾ

2015-ൽ, നൊവാർട്ടിസ് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തത്, അവർ Branaplam എന്ന SMN2 സ്‌പ്ലിസിംഗ് റെഗുലേറ്റർ കണ്ടെത്തിയതായി റിപ്പോർട്ടുചെയ്‌തു, ഇത് U1-pre-mRNA-യുടെ ബന്ധം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും SMA എലികളെ രക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

മറുവശത്ത്, PTC/Roche's Risdiplam (Evrysdi) SMA ചികിത്സയ്ക്കായി 2020-ൽ FDA അംഗീകരിച്ചു.ബ്രാനപ്ലാം പോലെ, പ്രവർത്തനക്ഷമമായ എസ്എംഎൻ പ്രോട്ടീനുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് പ്രസക്തമായ എസ്എംഎൻ2 ജീനുകളുടെ വിഭജനം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ റിസ്ഡിപ്ലാം പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

ആർഎൻഎ ഡിഗ്രേഡറുകൾ

ആർ‌എൻ‌എ-ബൈൻഡിംഗ് മോട്ടിഫ് പ്രോട്ടീനാണ് ആർ‌ബി‌എം.അടിസ്ഥാനപരമായി, ഇൻഡോൾ സൾഫോണമൈഡ് ഒരു തന്മാത്രാ പശയാണ്.ഇത് തിരഞ്ഞെടുത്ത് RBM39-നെ CRL4-DCAF15 E3 ubiquitin ligase-ലേക്ക് റിക്രൂട്ട് ചെയ്യുന്നു, RBM39 പോളിയുബിക്വിറ്റിനേഷനും പ്രോട്ടീൻ ഡിഗ്രേഡേഷനും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു.RBM39-ന്റെ ജനിതക ശോഷണം അല്ലെങ്കിൽ സൾഫോണമൈഡ്-മധ്യസ്ഥതയിലുള്ള ഡീഗ്രേഡേഷൻ, ജീനോം-വൈഡ് സ്പൈക്കിംഗ് അസാധാരണത്വങ്ങളെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, ആത്യന്തികമായി കോശങ്ങളുടെ മരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

ആർ‌എൻ‌എ-ബൈൻഡിംഗ് പ്രോട്ടീനുകളെ (ആർ‌ബി‌പികൾ) നശിപ്പിക്കുന്നതിനാണ് ആർ‌എൻ‌എ-പ്രോട്ടാക്കുകൾ വികസിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്.E3 ലിഗേസ് ലിഗാൻഡിനെ RNA ലിഗാൻഡുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് PROTAC ഒരു ലിങ്കർ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അത് RNA, RBP എന്നിവയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.നിർദ്ദിഷ്ട ഒലിഗോ ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് സീക്വൻസുകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഘടനാപരമായ ഡൊമെയ്‌നുകൾ ആർ‌ബി‌പിയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതിനാൽ, ആർ‌എൻ‌എ-പ്രോട്ടാക് ഒരു ഒലിഗോ ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് സീക്വൻസ് ഒരു ലിഗാൻ‌ഡ് പ്രോട്ടീൻ ഓഫ് ഇൻ‌ററസ്റ്റിനായി (പി‌ഒ‌ഐ) ഉപയോഗിക്കുന്നു.അവസാന ഫലം RBP-കളുടെ അപചയമാണ്.

അടുത്തിടെ, സ്‌ക്രിപ്‌സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂഷൻ ഓഫ് ഓഷ്യാനോഗ്രഫിയിലെ പ്രൊഫസർ മാത്യു ഡിസ്‌നി ആർഎൻഎ കണ്ടുപിടിച്ചു.ribonuclease-targeting chimeras (RiboTACs).ഒരു RNase L ലിഗാൻഡിനെയും ഒരു RNA ലിഗാൻഡിനെയും ഒരു ലിങ്കറുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ഹെറ്ററോഫങ്ഷണൽ തന്മാത്രയാണ് RiboTAC.ഇതിന് പ്രത്യേക RNA ടാർഗെറ്റുകളിലേക്ക് എൻഡോജെനസ് RNase L റിക്രൂട്ട് ചെയ്യാം, തുടർന്ന് സെല്ലുലാർ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ബ്രേക്ക്‌ഡൗൺ മെക്കാനിസം (RNase L) ഉപയോഗിച്ച് ആർഎൻഎയെ വിജയകരമായി ഇല്ലാതാക്കാം.

ചെറിയ തന്മാത്രകളും ആർഎൻഎ ലക്ഷ്യങ്ങളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ച് ഗവേഷകർ കൂടുതലറിയുന്നതോടെ, ഈ രീതി ഉപയോഗിച്ച് കൂടുതൽ മരുന്നുകൾ ഭാവിയിൽ ഉയർന്നുവരും.