Hoppa till innehåll
EN In english

Biosensing av miRNA och detektion av läkemedelsväxelverkan

Diarienummer
IS14-0041
Projektledare
Wilhelmsson, Marcus
Start- och slutdatum
150101-201231
Beviljat belopp
3 750 000 kr
Förvaltande organisation
Chalmers University of Technology
Forskningsområde
Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna

Summary

MicroRNAs (miRNAs) are short, single-stranded RNAs that have fundamental roles in almost every aspect of biology. These endogenous miRNAs regulate gene expression in a sequence specific fashion by binding the 3’ untranslated region of target messenger RNA (mRNA) resulting in down- or up-regulation of the target genes. Increasing evidence also suggests that miRNAs contribute to a spectrum of human diseases, cancer as well as inflammatory and cardiovascular diseases, implying that modulation of miRNA expression may serve as a novel therapeutic modality for such diseases. In this project we will investigate and develop two invaluable detection methods for miRNAs: 1) A biosensor system to specifically detect specific miRNAs using complementary DNA modified with fluorescent base analogues (FBAs); 2) An in vitro assay suitable for monitoring small molecule binders, (candidate) drugs, to precursor miRNA modified with fluorescent RNA base analogues. With their internal position in DNA and RNA base-stacks, FBAs comprise an attractive alternative to external probes, which may alter interactions between the target miRNA and the complementary nucleic acid or the (candidate) drug. Here we will use our vast experience in FBAs and in the use of fluorescence techniques to provide pharmaceutical industry, hospital laboratories and academia with unprecedented miRNA-methods.

Populärvetenskaplig beskrivning

Mikro-RNAer (miRNA) är små RNA-molekyler som har en fundamental roll för en stor mängd processer i levande varelsers celler. Dessa miRNAer kan bidra till att antingen öka eller minska genuttryck, d.v.s. hur mycket av ett protein som ska tillverkas i en cell. Växande bevis tyder även på att miRNA bidrar till en mängd mänskliga sjudomar såsom vissa cancersorter, inflammatoriska och kardiovaskulära sjukdomar, vilket innebär att reglering av miRNA-uttryck, mängden aktivt miRNA i cellen, med hjälp av läkemedelsmolekyler kan vara framtiden för att bota flertalet stora och allvarliga folksjukdomar. Möjligheten att med hjälp av mänsklig påverkan ändra mängden aktivt miRNA i celler utgör därför en ny, generell och mycket slagkraftig strategi för att förhindra sjukdomar genom läkemedel som binder till miRNA. Läkemedelsindustrin och forskningslaboratorier runtom i världen försöker därför just nu att ta fram olika slags molekyler som kan binda till miRNA och på olika sätt förändra miRNAts aktivitet i cellen för att förhindra sjukdom. I detta projekt ska vi studera och använda miRNA på två olika sätt. För det första ska vi utveckla en känslig metod som med hjälp av fluorescens (ljusutsändande) visar på om ett visst miRNA finns i ett prov. Metoden är viktig för att t.ex. sjukhuslaboratorier i framtiden, på ett lättare och säkrare sätt, ska kunna påvisa mängden av ett visst miRNA hos en patient. Det miRNA som man undersöker mängden av är kanske av betydelse för att en viss sjukdom utvecklas och kan därför användas av sjukhuslaboratoriet för att bestämma vad för åkomma patienten lider av redan i ett tidigt stadium. För det andra så ska vi utveckla en allmän metod, framförallt för läkemedelsindustrin, för att studera om läkemedelskandidater (framtida möjliga läkemedel) binder till specifika miRNA-molekyler. Återigen använder vi fluorescens som teknik och här gör vi det för att visa på om miRNA förknippade med sjukdomar kan förhindras i sin sjukliga aktivitet när man utsätter dem för läkemedelskandidaten. En sådan metod som vi här syftar till att utveckla saknas idag helt och våra kontakter med läkemedelsindustrin stödjer starkt vår idé om att ta fram denna metod och på så vis väsentligt förkorta tiden till det att man kan få fram nya läkemedel som riktar som mot reglering av miRNA. Sammanfattningsvis syftar alltså projektet till att ta fram metoder som hjälper enskilda personer/patienter och samhället att snabbare påvisa en sjukdom och att kunna bota ett flertal dessa.