Chuỗi kép RNA (Double-stranded RNA/DsRNA)

Đặc điểm

Double-stranded RNA ( DsRNA) là gì?

Davies Double-stranded RNA hay viết tắt là DsRNA (RNA mạch kép) là thuật ngữ dùng để chỉ những RNA có trọng lượng phân tử lớn, trong cấu tạo có chứa 2 mạch bổ sung, DsRNA tương tự DNA về cấu trúc nhưng nhóm thymine được thay thế bằng nhóm uracil và có thêm 1 nguyên tử oxy trong công thức. DsRNA là yếu tố tạo thành vật liệu di truyền của 1 số loại virus như RNA virus hay siRNA.
RNA mạch kép có khả năng gây ra phản ứng interferon ở động vật có xương sống, thúc đẩy sự can thiệp của RNA trong tế bào nhân chuẩn.

Đặc điểm cấu tạo

DsRNA thường ở dạng cấu trúc xoắn kép giống như các sợi DNA đôi nhưng với đường ribose chứa nhóm -OH ở vị trí 2′ của vòng đường thay vì deoxyribose. DsRNA có phân tử lượng lớn có những đặc điểm sau:

DsRNA gồm hai chuỗi RNA song song, liên kết với nhau bằng các liên kết hydro giữa các base Guanine (G) liên kết với Cytosine ( C), Adenine (A) liên kết với Uracil (U).
Độ hấp thụ mol trên mỗi nhóm phosphodiester thấp hơn so với các RNA mạch đơn.
Độ giảm sắc tuyệt đối lớn hơn nhiều so với RNA mạch đơn.
Hệ số lắng đọng (s20,w), trên 8–9 S

Các đặc tính kể trên thuộc về bộ gen của 1 số loại virus ở nấm, động vật, thực vật, vi khuẩn. Ngoài ra những DsRNA còn được tìm thấy trong các phức hợp polyribonucleotide mạch kép có phân tử lượng cao.

Tính chất

DsRNA bền hơn RNA sợi đơn, ổn định hơn RNA sợi đơn vì các liên kết hydro có trong cấu tạo của DsRNA giúp giữ cho cấu trúc chặt chẽ hơn.
Khó phân tách: DO trong cấu tạo có liên kết giữa 2 sợi khó tách rời nên DsRNA khó bị tách rời hơn RNA sợi đơn trong điều kiện tự nhiên.
Các protein dễ dàng nhận diện DsRNA hơn đặc biệt là các protein miễn dịch RIG-I, TLR3.

Dạng bào chế

Hiện nay DsRNA được dùng chủ yếu dưới dạng thuốc tiêm tại chỗ, tiêm tĩnh mạch hay đường bôi ngoài da.

Vai trò và ứng dụng của DsRNA

Trong tự nhiên

Trong tự nhiên có thể sử dụng DsRNA làm vật liệu di truyền, hoặc cơ chế bảo vệ tế bào. DsRNA xuất hiện trong các quá trình phản ứng với nhân tố ngoại lai hay với virus giúp kích hoạt cơ chế miễn dịch bẩm sinh của cơ thể.

Trong nghiên cứu y học:

DsRNA là thành phần quan trọng cho quá trình RNA interference, nó sẽ được enzyme Dicer cắt nhỏ thành các small interfering RNA (siRNA) , và chính những small interfering RNA này giúp làm giảm các biểu hiện gen cụ thể.
DsRNA cũng được sử dụng như nguyên liệu phục vụ các nghiên cứu chức năng gen bằng cách ngăn chặn hay giảm biểu hiện của chúng.
DsRNA hiện nay được coi là một trong những tiềm năng trong điều trị bệnh di truyền, truyền nhiễm hay bệnh ung thư, điều trị nhiều bệnh chuyển hóa và truyền nhiễm như bệnh Alzheimer , bệnh võng mạc tiểu đường, thoái hóa điểm vàng, bệnh tự miễn, các rối loạn thần kinh khác, bệnh nhiễm trùng do vi-rút bao gồm AIDS, viêm gan.
Sử dụng DsRNA để kích hoạt cơ chế miễn dịch.

Trong công nghệ sinh học

DsRNA có khả năng kháng sâu bệnh ở cây trồng biến đổi gen, tuy nhiên tính không ổn định của nó là một thách thức cho quá trình đưa nó vào DNA của các giống cây trồng. DsRNA kích hoạt gen RNAi bị loại bỏ ở côn trùng gây hại và nấm gây bệnh. RNAi được đưa vào nông nghiệp như thuốc diệt côn trùng, thuốc trừ sâu.

Tổng quan về cơ chế RNAi chung ở côn trùng gây hại và nấm gây bệnh

Tác dụng phụ

Các thuốc chứa DsRNA chủ yếu được dùng như liệu pháp sinh học dựa trên cơ chế RNA interference (RNAi). Một số tác dụng phụ có thể gặp khi dùng các thuốc này bao gồm:

Kích hoạt miễn dịch gây ra những biểu hiện không mong muốn do DsRNA có khả năng kích hoạt hệ thống miễn dịch bẩm sinh thông qua thụ thể RIG-I, TLR3 (Toll-like receptor 3) dẫn đến sản xuất các cytokine gây phản ứng viêm quá mức dẫn đến viêm tại chỗ, mệt mỏi hay sốt.
Phản ứng dị ứng tuy hiếm gặp nhưng không phải không có.

Tương tác

DsRNA có thể làm giảm hiệu quả của các thuốc ức chế miễn dịch.
Thuốc kháng sinh hoặc thuốc kháng virus có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của DsRNA.

Lưu ý và thận trọng

Hiện nay chưa có nghiên cứu đầy đủ về ảnh hưởng của DsRNA cho phụ nữ có thai và cho con bú vì vậy nên tránh sử dụng.
Thận trọng khi dùng DsRNA cho trẻ em và người già.
Bệnh nhân bị viêm mạn tính hay bệnh tự miễn nên thận trọng khi dùng DsRNA vì thuốc có thể gây kích hoạt hệ miễn dịch mạnh.
Khi dùng DsRNA cần chú ý theo dõi về đáp ứng miễn dịch, tác dụng phụ trong quá trình điều trị.