Delivery of Oligonucleotide Therapeutics: Chemical Modifications, Lipid Nanoparticles, and Extracellular Vesicles

Oligonucleotides (ONs) comprise a rapidly growing class of therapeutics. In recent years, the list of FDA-approved ON therapies has rapidly expanded. ONs are small (15-30 bp) nucleotide-based therapeutics which are capable of targeting DNA and RNA as well as other biomolecules. ONs can be subdivided into several classes based on their chemical modifications and on the mechanisms of their target interactions. Historically, the largest hindrance to the widespread usage of ON therapeutics has been their inability to effectively internalize into cells and escape from endosomes to reach their molecular targets in the cytosol or nucleus. While cell uptake has been improved, "endosomal escape" remains a significant problem. There are a range of approaches to overcome this, and in this review, we focus on three: altering the chemical structure of the ONs, formulating synthetic, lipid-based nanoparticles to encapsulate the ONs, or biologically loading the ONs into extracellular vesicles. This review provides a background to the design and mode of action of existing FDA-approved ONs. It presents the most common ON classifications and chemical modifications from a fundamental scientific perspective and provides a roadmap of the cellular uptake pathways by which ONs are trafficked. Finally, this review delves into each of the above-mentioned approaches to ON delivery, highlighting the scientific principles behind each and covering recent advances.

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP Klinisk medicin Reumatologi och inflammation hsv//swe
MEDICAL AND HEALTH SCIENCES Clinical Medicine Rheumatology and Autoimmunity hsv//eng
NATURVETENSKAP Biologi Cellbiologi hsv//swe
NATURAL SCIENCES Biological Sciences Cell Biology hsv//eng
NATURVETENSKAP Biologi Biokemi och molekylärbiologi hsv//swe
NATURAL SCIENCES Biological Sciences Biochemistry and Molecular Biology hsv//eng
MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP Medicinska och farmaceutiska grundvetenskaper Cell- och molekylärbiologi hsv//swe
MEDICAL AND HEALTH SCIENCES Basic Medicine Cell and Molecular Biology hsv//eng
oligonucleotide
oligonucleotide delivery
intracellular trafficking
endosomal escape
RNA therapeutics
lipid nanoparticles
extracellular
vesicles
cellular uptake
duchenne muscular-dystrophy
rnai-based nanomedicines
receptor-mediated
uptake
small organic-compounds
locked nucleic-acid
messenger-rna
in-vivo
cationic lipids
sirna delivery
antisense oligonucleotides
Chemistry
Science & Technology - Other Topics
Materials Science
intracellular trafficking

Barriga, H.Karolinska Institutet (författare)
Marco, Maugeri,1983Karolinska Institutet,Gothenburg University,Göteborgs universitet,Institutionen för medicin, avdelningen för reumatologi och inflammationsforskning,Institute of Medicine, Department of Rheumatology and Inflammation Research(Swepub:gu)xmauma (författare)
Gallud, Audrey,1988AstraZeneca AB,Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology(Swepub:cth)gallud (författare)
Marco, Maugeri,1983Gothenburg University,Göteborgs universitet,Institutionen för medicin, avdelningen för reumatologi och inflammationsforskning,Institute of Medicine, Department of Rheumatology and Inflammation Research,Imperial College of Science, Technology and Medicine,Karolinska Institutet(Swepub:gu)xmauma (författare)
Gupta, D.Karolinska Institutet (författare)
Lehto, T.Karolinska Institutet (författare)
Valadi, Hadi,1963Gothenburg University,Göteborgs universitet,Institutionen för medicin, avdelningen för reumatologi och inflammationsforskning,Institute of Medicine, Department of Rheumatology and Inflammation Research,University of Gothenburg(Swepub:gu)xvalha (författare)
Esbjorner, E. K. (författare)
Stevens, M. M. (författare)
El-Andaloussi, S.Karolinska Institutet (författare)
Esbjörner Winters, Elin,1978Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology(Swepub:cth)eline (författare)
Karolinska InstitutetInstitutionen för medicin, avdelningen för reumatologi och inflammationsforskning (creator_code:org_t)

Ingår i:Acs Nano: American Chemical Society (ACS)15:9, s. 13993-140211936-08511936-086X

Av författaren/redakt...: Bost, J. P.; Barriga, H.; Marco, Maugeri, ...; Gallud, Audrey, ...; Gupta, D.; visa fler...; Lehto, T.; Valadi, Hadi, 19 ...; Esbjorner, E. K.; Stevens, M. M.; El-Andaloussi, S ...; Esbjörner Winter ...; visa färre...

Om ämnet

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP: MEDICIN OCH HÄLS ...; och Klinisk medicin; och Reumatologi och ...

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP: MEDICIN OCH HÄLS ...; och Medicinska och f ...; och Cell och molekyl ...

Av lärosätet: Göteborgs universitet; Chalmers tekniska högskola; Karolinska Institutet

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.