Aptamer

• Aptamere binden an Proteine, bakterielle Gifte, niedermolekulare Stoffe (wie z. B. Antibiotika und Aminosäuren) und an Viruspartikel
• Aptamere zeichen sich durch Dissoziationskonstanten im pico- und nanomolaren Bereich aus
• sie binden an ihre Zielmoleküle ähnlich stark wie Antikörper
• die hohe Spezifität rührt daher, dass sich die 3D-Struktur des Oligonukleotides genau um den Bindungspartner herumfaltet. Dieser Vorgang nennt sich adaptive Bindung.
• zu den wichtigsten Interaktionen neben der Passgenauigkeit sind elektrostatische Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindungen und Basenstapelungen

• die Herstellung der Aptamere erfolgt künstlich in vitro nach dem Kriterium einer hohen spezifischen Bindungsaffinität
• Erstellung von großen Zufallsbibliotheken von Oligonukleotiden unterschiedlicher Basenabfolge
• aus den Sequenzen dieser Basenabfolge wird über die systematische Evolution von Liganden durch exponentielle Anreicherung diejenigen herausgefiltert, die das gewünschte Molekül am stärksten binden
• Vermischung der Aptamer-Kandidaten mit immobilisierten Liganden
• Wegwaschung der nicht gebundenen Teile
• übrig bleiben Kandidaten mit einer hohen Affinität für das Zielmolekül
• Vermehrung über die PCR
• dieser Zyklus wird mehrmals wiederholt
• nach mehreren Durchgängen kommen dann ein oder zwei Oligonukleotide heraus, die man als Aptamere bezeichnet

Die Aptamere sind in ihren Eigenschaften gewissermaßen eine Mischung aus kleinen Molekülen und Antikörpern. Dies ergibt eine sehr günstige Kombination. Die Eigenschaften sind im Einzelnen:

• sehr hohe chemische Stabilität
• niedrige Immunogenität
• hohe Spezifität und Affinität
• die Fähigkeit der gezielten Beeinflussung von Protein-Protein-Interaktionen
• Aptamere werden nicht biologisch hergestellt, sondern chemisch synthetisiert. Das macht die Aptamer-Herstellung wesentlich kostengünstiger
• während der Synthese sind zahlreiche sinnvolle Modifikationen wie der Einbau von einem Floureszenz-Reportermolekül oder einem Affinitätstag durchführbar
• nach Konjugation eines Aptamers mit Polyethylenglykol (PEG) kann eine zu schnelle Filtration und Ausscheidung über die Niere verhindert werden

• Umweltanalytik
• medizinische Diagnostik
• Kokain-Schnelltest
• Krebstherapie
• altersbedingte Makuladegeneration (Zulassung 2004 in den USA als Pegaptanib). Bei dem Pegaptanib handelt es sich um einen 27mer RNA-Aptamer mit dem Ziel, eine hochspezifische Bindung an den Wachstumsfaktor Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) vorzunehmen
• Inaktivierung von Viren (z.B. SARS-CoV-2)