ホスホリルグアニジン基を含むアンチセンスオリゴヌクレオチドギャップマーは、腫瘍細胞のMDR1を介した複数の薬剤耐性を逆にする

ホスホリルグリニジン（PG）グループを含むアンチセンスギャグマーオリゴヌクレオチド、たとえば、1,3-ジメチルイミダゾリジン-2-イミン、3〜5 'および5'の端に隣接する3〜5個のヌクレオチド位置で、Staudinging Chemistryを介して調製されました。ホスホジエステル用の標準的な自動固相ホスホラミダイト合成、特にリン酸塩結合のための標準的な固相合成、および交互の結合、デオキシリボースまたは2'-O-メチルリボースバックボーンを備えたさまざまなギャップマリック構造を設計できるようにします。PG修飾により、血清含有培地のヌクレアーゼ耐性が21日以上増加しました。2つの内核質性リン酸塩をリン酸酸塩修飾オリゴヌクレオチドのPG基に置き換えても、脂質キャリアの非存在下では細胞の取り込みを減少させませんでした。オリゴヌクレオチドあたり2から7にPGグループの数を増やすと、キャリアフリーモードで細胞に入る能力が低下しました。カチオン性リポソームは、部分的にPG修飾および未修飾のオリゴヌクレオチドの両方の同様の送達効率を提供しました。PG-GAPMERSは、腫瘍細胞の複数の薬物耐性を提供するMDR1 mRNAを標的とするホスホジエステルまたはホスホロチオエート結合を備えた7つのデオキシヌクレオチドの中央の「ウィンドウ」の両方に3〜4つのPGグループを含む設計されました。ギャップマースはMDR1 mRNAを効率的に沈黙させ、化学療法に対する腫瘍細胞の感度を回復しました。したがって、PG-GAPMERは、生物学的に関連するRNAを標的とするための、斬新で有望なアンチセンスオリゴヌクレオチドと見なすことができます。

Antisense gapmer oligonucleotides containing phosphoryl guanidine (PG) groups, e.g., 1,3-dimethylimidazolidin-2-imine, at three to five internucleotidic positions adjacent to the 3' and 5' ends were prepared via the Staudinger chemistry, which is compatible with conditions of standard automated solid-phase phosphoramidite synthesis for phosphodiester and, notably, phosphorothioate linkages, and allows one to design a variety of gapmeric structures with alternating linkages, and deoxyribose or 2'-O-methylribose backbone. PG modifications increased nuclease resistance in serum-containing medium for more than 21 days. Replacing two internucleotidic phosphates by PG groups in phosphorothioate-modified oligonucleotides did not decrease their cellular uptake in the absence of lipid carriers. Increasing the number of PG groups from two to seven per oligonucleotide reduced their ability to enter the cells in the carrier-free mode. Cationic liposomes provided similar delivery efficiency of both partially PG-modified and unmodified oligonucleotides. PG-gapmers were designed containing three to four PG groups at both wings and a central "window" of seven deoxynucleotides with either phosphodiester or phosphorothioate linkages targeted to MDR1 mRNA providing multiple drug resistance of tumor cells. Gapmers efficiently silenced MDR1 mRNA and restored the sensitivity of tumor cells to chemotherapeutics. Thus, PG-gapmers can be considered as novel, promising types of antisense oligonucleotides for targeting biologically relevant RNAs.