Application of SELEX technique in selection of RNA aptamers targeting murine VCAM-1

Aptamery to krótkie, jednoniciowe oligonukleotydy DNA lub RNA zdolne do wysoce specyficznego rozpoznawania i wiązania różnych celów molekularnych. Uzyskuje się je w procesie selekcji in vitro zwanym SELEX (ang. Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment), polegającym na wybiórczej identyfikacji i amplifikacji aptamerów wiążących cel spośród cząsteczek biblioteki kombinatorycznej zawierającej do 10^15 różnych aptamerów. Dzięki swoim niezwykłym właściwościom aptamery posiadają bardzo szerokie zastosowanie m.in w przemyśle medycznym służąc zarówno jako narzędzia diagnostyczne jak i terapeutyki.Celem pracy było uzyskanie modyfikowanych aptamerów RNA wiążących białko VCAM-1 wykorzystując metodę SELEX. Białko VCAM-1, to cząsteczka adhezyjna z nadrodziny immunoglobulin, której główną funkcją jest pośredniczenie w aktywnej migracji leukocytów przez ścianę śródbłonka naczyń do miejsc występowania stanu zapalnego. Podwyższony poziom tego białka zarówno w formie błonowej, jak i rozpuszczalnej koreluje z wieloma stanami patologicznymi m.in miażdżycą naczyń, co czyni je dobrym markerem molekularnym chorób śródbłonka. Aptamery wiążące VCAM-1 mogą być wykorzystane jako potencjalne narzędzie do diagnostyki dysfunkcji śródbłonka zarówno in vivo jak i ex vivo.

Aptamers are short, single-stranded DNA or RNA oligonucleotides, which can specifically recognize and bind the whole range of molecular targets. Aptamers can be generated in a process of in vitro selection called SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment). The principle of SELEX is based on a selective identification and amplification of aptamers specific against a target molecule from the combinatorial library of up to 10^15 different molecules. Aptamers, because of their unique features, have a broad spectrum of applications, amongst others in the field of biomedicine where they are being used as diagnostic tools as well as therapeutics. The aim of this work was to obtain modified RNA aptamers targeting VCAM-1 using SELEX technique. VCAM-1 is an adhesion molecule from the immunoglobulin superfamily, whose main function is related to the process of leukocyte migration through the endothelium to the sites of inflammation. Increased levels of both forms of this protein, transmembrane as well as soluble, correlates with many pathological states including atherosclerosis, which makes it a good biomarker of vascular diseases. Therefore, aptamers that selectively bind VCAM-1 can be potentially used as a diagnostic tool in detection of endothelial dysfunction in vivo as well as ex vivo.