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!

    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ