Химическая модификация поверхности клеток человека для получения биогибридов

Ал Мулла Хадеер Хассан Ахмед Мостафа
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Аннотация
Инновационные химические и биологические технологии получения биогибридных структур медицинского назначения разрабатываются на основе клеток человека. Для этой цели живые клетки гибридизуются с биологически активными молекулами. В данном исследовании были решены следующие задачи: разработаны оптимальные условия получения биогибридов с помощью реакции азид-алкинового циклоприсоединения, промотируемого напряжением (SPAAC), между N-азидоацетилманнозамином, введенного в состав поверхностного пептидогликана клеток, и дибензоциклооктиновым производным флуоресцентного красителя Cy5; синтезирован конъюгат анти-VEGF пептида c дибензоциклооктином для последующего получения биогибридов, способных селективно связывать белок VEGF; синтезирован конъюгат фолиевой кислоты с дибензоциклооктином для последующего получения биогибридов, способных селективно распознавать опухолевые клетки, проявляющие повышенную экспрессию рецепторов к фолиевой кислоте (FOLR1).
В результате исследования были найдены оптимальные условия реакции хемоселективного лигирования поверхности живых клеток человека (суспензия Т-лимфоцитов Jurkat и адгезионные клетки карциномы предстательной железы PC3) для создания биогибридов. Был получен биогибрид, состоящий из клеток T-лимфоцитов Jurkat, лигированных анти-VEGF пептидом, селективно связывающим фактор роста эндотелия VEGF. Полученные биогибриды обладают биологической активностью, которая проявлялась в частичном подавлении пролиферации пигментных эпителиальных клеток сетчатки глаза человека (ARPE-19). Также был получен биогибрид, состоящий из клеток T-лимфоцитов Jurkat, лигированных с фолиевой кислотой. Биологическая активность полученного биогибрида нуждаются в дальнейших исследованиях. Разработанные химические и биологические технологии для создания биогибридных платформ могут стать основой новых подходов персонализированной терапии широкого спектра заболеваний.

Abbreviations —————————————————————————————————— 6
Chapter 1. Introduction —————————————————————————————-9
1.1 The Reactions of Bioconjugation——————————————————————- 10
1.1.1 Chemoselective Ligation: Bioorthogonal Reagents —————————————- 10
1.1.2 Bioorthogonal chemistry ———————————————————————– 12
1.1.2.1 The Staudinger Ligation —————————————————————— 14
1.1.3 Click chemistry Reactions ——————————————————————— 16
1.1.3.1 Cu-Catalyzed Azide-Alkyne Cycloaddition (CuAAC)——————————- 18
1.1.3.2 Strain-Promoted Azide-Alkyne Cycloaddition (SPAAC) ————————— 20
1.1.4 Application of Bioorthogonal Chemistry for Glycan Bioconjugations—————— 20
1.1.5 Applications of Click Chemistry for Drug Delivery in the Diagnosis and Treatment of
Diseases.—————————————————————————————————– 25
1.2 Vascular Endothelial Growth Factor ————————————————————— 28
1.2.1 VEGFA and VEGF receptors—————————————————————— 29
1.2.2 VEGF Isoforms ———————————————————————————- 29
1.2.3 Regulation of VEGFA gene expression—————————————————— 31
1.2.4 VEGF Signaling Pathway ———————————————————————- 32
1.2.5 Inhibition of VEGF family signaling ——————————————————— 35
1.2.5.1 Antibodies to VEGF———————————————————————– 36
1.2.5.2 Tyrosine Kinase Inhibitors ————————————————————— 38
1.3 Folic Acid ———————————————————————————————- 40
1.3.1 Role of FR expression in personalized cancer therapy ———————————— 44
1.3.2 FR-targeted therapeutics in personalized cancer therapy ———————————- 47
1.3.2.1 FR-targeted mAbs ————————————————————————- 48
1.3.2.2 Folate cytotoxic drug conjugates ——————————————————– 49
4
Chapter 2. Materials and Methods————————————————————————- 50
2.1 Materials ———————————————————————————————– 50
2.2 Methods ———————————————————————————————— 51
2.2.1 Metabolic labeling and chemoselective ligation of living cells————————— 51
2.2.2 MTT-cell Viability Assay ———————————————————————- 53
2.2.3 Synthesis of anti-VEGF and Dibenzocyclooctyne conjugate —————————– 55
2.2.4 Synthesis of Ethylenediamine Folic Acid and Dibenzocyclooctyne conjugate ——– 55
2.2.4.1 N-BOC ethylenediamine—————————————————————— 59
2.2.4.2 N‐BOC ethylenediamine‐folate———————————————————- 60
2.2.4.3 Ethylenediamine‐folate ——————————————————————- 61
2.2.4.4 DBCO‐Ethylenediamine‐folate ———————————————————- 61
Chapter 3. Results and discussion ————————————————————————- 62
3.1 Development of optimal conditions for creation of biohybrids in SPAAC reaction. ——- 62
3.2 Creation of biohybrids capable of selectively binding a VEGF protein ———————- 67
3.3 Creation of biohybrids capable of selectively recognizing tumor cells overexpressing folate
receptor ——————————————————————————————————— 71
Conclusion——————————————————————————————————– 77 References ——————————————————————————————————– 78

Research at the interface of chemistry and biology has resulted in major advances in bio- sensing, diagnostics, drug delivery and theranostics. Biohybrid materials are based on the combination of rationally designed synthetic compounds and unique properties of living systems. These approaches allow construction of biomaterials and bio-hybrid material for biomedical applications, such as the delivery of therapeutics (drugs, cells, and genetic material), tissue engineering, diagnostics, and imaging, theranostics [1].
Modified cells have been used as transporters of pharmaceuticals. Some types of cells have natural homing mechanisms that can be exploited in drug delivery and further optimized chemically or genetically. Drug-loaded cells (pharmacytes) can be based on T lymphocytes, macrophages, erythrocytes, lymphocytes, bacteria, and stem cells. Biohybrids utilize the properties of living cells such as the ability to home to diseased tissues, abundant surface ligands, long half-life, and flexible morphology. Even though substantial efforts have been made to understand the key features of cell- mediated drug carriers, these approaches have only rarely been used for ocular treatments [1].
Aim of this thesis is the development of the chemical and biological technologies for the construction of biomaterials and biohybrids platforms based on the strain-promoted azide-alkyne cycloaddition (SPAAC) reaction.
Research objectives
Innovative chemical technologies for the preparation of the biohybrid structures will be developed on the base of mammalian cells. To this aim the living cells will be hybridized with biologically active molecules. In this study the following tasks will be solved:
1. Development of optimal conditions for creation of biohybrids in SPAAC reaction between N-azidoacetylmannosamine, incorporated in surface peptidoglycan of cells, and dibenzocyclooctyne conjugate of fluorescent dye Cy5.
9
Chapter 1. Introduction
2. Synthesis of an anti-VEGF peptide and dibenzocyclooctyn conjugate for subsequent creation of biohybrids capable of selectively binding a VEGF protein.
3. Synthesis of folic acid and dibenzocyclooctyne conjugate for subsequent creation of biohybrids capable of selectively recognizing tumor cells overexpressing folate receptor.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ