RNA-Chips: Fortschritt in der chemischen Synthese und Anwendung

RNA-basierte Medizinprodukte, wie mRNA-Impfstoffe während der COVID-19-Pandemie, haben das RNA-Molekül in den Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit gerückt. Die chemische Synthese von RNA und DNA mithilfe der Phosphoramidit-Chemie ermöglicht die Herstellung beliebiger Sequenzen, indem spezielle chemische Bausteine Schritt für Schritt zusammengefügt werden. Diese Methode wird auch zur Herstellung von Mikrochips verwendet, auf denen Millionen einzigartiger Sequenzen gleichzeitig synthetisiert und analysiert werden können.

Im Gegensatz zu DNA-Mikroarrays, die bereits weit verbreitet sind, war die Anpassung der Technologie an RNA aufgrund der geringeren Stabilität von RNA schwierig. Bereits 2018 wurde an der Universität Wien eine Methode zur Herstellung von RNA-Chips mit hoher Dichte durch Fotolithografie entwickelt. Diese Methode war jedoch durch lange Herstellungszeiten und geringe Ausbeuten begrenzt.

Die neu entwickelten RNA-Bausteine verkürzen nicht nur die Herstellungszeit erheblich, sondern verbessern auch die Effizienz und Stabilität der RNA-Chips. Eine direkte Anwendung dieser verbesserten RNA-Chips ist die Studie über RNA-Aptamere, kleine Oligonukleotide, die spezifisch an Zielmoleküle binden. Tausende von Varianten dieser Aptamere wurden auf dem Chip synthetisiert und getestet. Ein einziges Bindungsexperiment liefert Daten über alle Varianten, was die Identifizierung verbesserter Aptamere mit besseren diagnostischen Eigenschaften ermöglicht.

"Hochwertige RNA-Chips könnten in dem schnell wachsenden Bereich der nicht-invasiven molekularen Diagnostik besonders wertvoll sein. Neue und verbesserte RNA-Aptamere werden händeringend gesucht, z. B. solche, die Hormonspiegel in Echtzeit verfolgen oder andere biologische Marker direkt aus Schweiß oder Speichel überwachen können", sagt Tadija Kekić, Doktorand in der Gruppe von Jory Lietard.

MEDICA.de; Quelle: Universität Wien