Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
C. Krüger

Aptamere

Aptamere
Englischer Begriff
Aptamere
Definition
Synthetisch generierte, kurze RNA- oder DNA-Oligonukleotide, die aufgrund ihrer dreidimensionalen Struktur ausgewählte Zielmoleküle mit hoher Affinität und Spezifität (Spezifität, diagnostische) binden können. Aptamere verfügen über eine hohe chemische Stabilität und niedrige Immunogenität. Die Bindung von Aptameren an Zielmoleküle kann auch stereoselektiv erfolgen.
Beschreibung
Die Gewinnung hochspezifischer Aptamere erfolgt über In-vitro-Selektion aus einer komplexen Nukleinsäurenbibliothek. Bei dem als SELEX bezeichneten Verfahren („systematic evolution of ligands by exponential enrichment“) dienen repetitive Zyklen aus Selektion und Amplifikation (s. Gen-Amplifikation) zur Anreicherung der gesuchten Nukleinsäure. Während der Synthese können die Oligonukleotide gezielt durch den Einsatz von Fluoreszenzfarbstoffen, Affinitäts-Tags oder chemisch modifizierten Nukleotiden der gewünschten Funktionalität angepasst werden.
Bislang wurden Aptamere gegen verschiedene Zielstrukturen erzeugt, wie gegen Aminosäuren, Nukleotide, biologische Kofaktoren, Oligosaccharide, Farbstoffe, Antibiotika, Peptide, Proteine und Viren. Aufgrund ihrer hohen Bindungsspezifität können Aptamere genutzt werden, um biologische Funktionen gezielt zu beeinflussen. Neben ihrer Anwendung in der Grundlagenforschung kommen Aptamere auch als molekulare Werkzeuge in den Bereichen der molekularen Diagnostik und Therapie zum Einsatz. Zahlreiche Aptamere befinden sich derzeit in präklinischer und klinischer Entwicklung. Als erster zugelassener Wirkstoff auf Basis eines Aptamers gilt Pegaptanib, das sich hochspezifisch (Spezifität, diagnostische) an den Wachstumsfaktor VEGF (Vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor) bindet.
Literatur
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Ellington AD, Szostak JW (1990) In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands. Nature 346:818–822CrossRefPubMed
Ng EW, Shima DT, Calias P, Cunningham ET Jr, Guyer DR, Adamis AP (2006) Pegaptanib, a targeted anti-VEGF aptamer for ocular vascular disease. Nat Rev Drug Discov 5(2):123–132CrossRefPubMed
Tuerk C, Gold L (1990) Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase. Science 249:505–510CrossRefPubMed