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!

    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
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ