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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/59346
Tipo: | Dissertação |
Título: | Avaliação computacional de um conjunto de fragmentos de anticorpos anti-DLL1 como base para proposição de um novo biofármaco |
Autor(es): | Albuquerque, Aline de Oliveira |
Orientador: | Silva, João Hermínio Martins da |
Palavras-chave: | scFv;DLL1;Câncer |
Data do documento: | 2020 |
Citação: | ALBUQUERQUE, Aline de Oliveira. Avaliação computacional de um conjunto de fragmentos de anticorpos anti-DLL1 como base para proposição de um novo biofármaco. 2020. 136 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia de Recursos Naturais) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020. |
Resumo: | Câncer é o nome que caracteriza um conjunto de distúrbios marcados pela presença de células que não respondem aos controles normais de divisão. Estima-se que no ano 2018, tais doenças acarretaram 9,6 milhões de óbitos mundialmente. Terapias convencionais não são direcionadas e,comumente,são acompanhadas da manifestação de diversos efeitos adversos. Nesse contexto, novos tratamentos, como a imunoterapia fazendo o uso de inibidores de checkpoints do sistema imune, têm ganhado grande destaque. O anticorpo monoclonal humanizado pidilizumabe foi inicialmente selecionado pela sua capacidade de estimular a proliferação de linfócitos e por sua atividade antitumoral. Um grande número de estudos clínicos promissores indicava que tal fármaco apresentava perfil farmacológico típico de antagonista à proteína de checkpointPD-1. Porém, recentemente, foi elucidado que seu alvo molecular genuíno é a proteína DLL1, um ligante da via de sinalização de Notch cujo bloqueio tem sido associa do a inibição da proliferação celular e indução da apoptose de células tumorais para glioma, demonstrando seu potencial como alvo terapêutico para o tratamento do câncer. Tendo em vista os bons resultados alcançados com o uso do pidilizumabe em diversos testes clínicos, este trabalho objetivou indicar alterações nosfragmentos de anticorpos scFv produzidos a partir do pidilizumabe, a fim de otimizar as interações com seus possíveis alvos moleculares, as proteínas PD-1 e DLL1. Para isso, foi feita a modelagem comparativa dos scFvs a partir das sequências das cadeias leve e pesadas obtidas no banco de dados Integrity. A adição de três peptídeos ligantes flexíveis de tamanhos distintos entre as cadeias resultou na produção de três scFvs. Tais moléculas foram docadas às proteínas PD-1 e DLL1 e os complexos resultantes, submetidos a simulações de dinâmica molecular. As simulações permitiram constatar a ausência completa de interações entre os scFvs e PD-1. Além disso, através da realização de cálculos de MM/PBSA, foi possível elucidar que o modo de ligação mais favorável energeticamente entre scFv e DLL1 é encontrado através do posicional do fragmento de anticorpo no domínio C2 do antígeno, e que os componentes de energia livre que mais contribuem para o estabelecimento da interação são os não polares, de Coulombede van der Waals. Finalmente, foram identificados os principais resíduos da interface de interação e identificadas mutações favoráveis na sequência do scFv. A aplicação e validação de tais mutações por dinâmica molecular resultou na proposição de um novo biofármaco otimizado. |
Abstract: | Cancer is the name that characterizes a set of disorders marked by the presence of cells that do not respond to normal cell division controls. It is estimated that in 2018, such diseases caused 9,6 million deaths worldwide. Conventional therapies are not targeted and commonly are followed by the manifestation of various adverse effects. In this context, new treatments, such as immunotherapy using immune checkpoints inhibitors, have gained prominence. The humanized monoclonal antibody pidilizumab was initially selected for its ability to stimulate lymphocyte proliferation and its anti-tumor activity. A large number of promising clinical studies indicated that such antibodyhad a typical pharmacological profile of a PD-1 checkpoint protein antagonist. However, it has recently been elucidated that its genuine molecular target is the DLL1 protein, a Notch signaling pathway ligand whose blockade has been associated with inhibition of cell proliferation and induction of tumor cell apoptosis to glioma, demonstrating its potential as a therapeutic target for cancer treatment. Given the good results achieved with the use of pidilizumab in several clinical trials, this study aimed to indicate changes to scFv antibody fragments produced from pidilizumab in order to optimize interactions with their possible molecular targets, PD-1 and DLL1 proteins.For this, comparative modeling of scFvs light and heavy chain sequences obtained from Integrity databases was performed. The addition of three flexible linker peptides of different length between chains resulted in the production of three scFvs. These molecules were docked to PD-1 and DLL1 proteins through a previously validated methodology and the resulting complexes were submitted to molecular dynamics simulations. The simulations showed the complete absence of interactions between scFvs and PD-1. Furthermore, by performing MM/PBSA calculations, it was possible to elucidate that the most energetically favorable mode of binding between scFv and DLL1 is found through positioning the antibody fragment in the antigen C2 domain, and that the major free energy components contributing to the establishment of the interaction are the non-polar, Coulomb and van der Waals terms. Finally, the main interface residues involved in the interaction were identified and energetically favorable mutations were proposed on the scFv sequence. The application and validation of such mutations by molecular dynamics resulted in the proposition of a new optimized biopharmaceutical. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/59346 |
Aparece nas coleções: | PPGBRN - Dissertações defendidas na UFC |
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