Biokonjugátumok – összefogni érdemes – Hudecz Ferenc az MTA rendes tagjának székfoglaló előadása | Eseménynaptár | MTA

Eseménynaptár

Biokonjugátumok – összefogni érdemes – Hudecz Ferenc az MTA rendes tagjának székfoglaló előadása

Székfoglaló előadás

Időpont

2016. szeptember 20., 11:30 óra

Helyszín

MTA Székház, Nagyterem
1051 Budapest, Széchenyi István tér 9.

Részletek

Az előadás, példák segítségével, peptid-biokonjugátumok illetve komponenseik kutatása során feltárt új törvényszerűségeket, elért eredményeket kívánja bemutatni. A két- vagy három komponensű biokonjugátumok közös sajátsága, hogy bennük a partnerek kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. A kémikus számára a lehetséges reakciókörülmények (pl. hőmérséklet, fény, oldószer) által meghatározott „kémiai teret” (chemical space) jelentős mértékben csökkenti az a követelmény, hogy a biokonjugátum komponensei meg kell őrizzék azon funkcionális (biológiai, spektroszkópiai) tulajdonságaikat a kapcsolás során, amelyekkel a kémiai kötés létrehozása előtt rendelkeztek.

Az első példák azt vizsgálják miért viselkednek a fehérjék bizonyos szakaszai epitópként, azaz milyen szerkezeti tényezőkre vezethető vissza az immunfelismerésért felelős molekula részlet (epitóp) megjelenése. A lineáris B-sejt epitópok azonosítása során tisztázták, hogy a posztranszlációs módosítás (glikozilezés, citrullináció) milyen szerepet játszhat a tumorral összefüggésbe hozható fehérjék (pl. mucin 2 glikoprotein) illetve rheumatoid arthritis betegségben autoantigénként szerepet játszó fehérjék (pl. filaggrin, fibrin) felismerésében. Kimutatták, hogy egy monoszacharid egység jelenléte és poziciója jelentősen meghatározza a fehérjeszakasz ellenanyagkötődését az emlő- carcinoma esetében kimutatott mucin 2 glikoprotein epitóp esetében. Megfigyelték, hogy az autoimmun folyamatok kiváltásában szerepet játszó, Cit tartalmú fehérjék (filaggrin, fibrin) epitópjainak felismerése függ az Arg/Cit átalakulásban résztvevő aminosav(ak) számából és egymáshoz viszonyított helyzetétől. E megfigyelések, az azonosított epitóppeptidek, célantigénként megalapozhatják bizonyos autoimmun (pl. rheumatoid arthritis) illetve tumoros (pl. emlő) betegségek korai kimutatását.  

Bemutatásra kerülnek új, általunk tervezett két- illetve háromkomponensű peptid biokonjugátumok, amelyek egyik tagja a célsejtfelismerésért, míg a hozzá közvetve/közvetlenül kapcsolt másik partner a funkcionális hatásáért felelős. Az egyik példa azt villantja fel, hogyan lehet egy tumorsejtvonal proteinexpressziós profilját megváltoztatni azzal, hogy antraciklin típusú tumorellenes szert (daunomicin [Dau]) egy daganatsejtre jellemző receptor oligopeptid ligandumjához „kötjük”. A szabad daunomicinnel és a célfelismerő egységgel rendelkező konjugátummal kezelt HL-60 humán leukémia sejtek más-más fehérjék kifejeződését eredményezték: proteomikai módszerekkel azonosítottak olyan fehérjéket, amelyek jellemzően a szabad Dau illetve konjugátum hatására „jelentek meg” vagy jelentek meg fokozott/csökkent mértékben a sejtlizátumban. A kezelt sejtek fehérje mintázata nemcsak a kezeletlen sejtekétől, de egymástól is jelentős mértékben különbözik. Ez a megfigyelés lehetőséget adhat új fehérje célpontok, valamint új bioszintetikus utak, mechanizmusok felfedezésére. Érdemes megjegyezni, hogy a „célfelismerő” egység lecserélése sejtpenetráló tulajdonságú oligopeptidre (pl.  Arg8) - a konjugátum számára -újabb, a fentitől eltérő sejtbejutást tesz lehetővé és más fehérjemintázatot eredményez. Ezek a megfigyelések jelzik a szabad és konjugált kemoterápiás szerek eltérő hatásmechanizmusát, s új utakat nyithatnak meg a gyógyszerhatóanyag célpontok azonosításában.

Egy harmadik példa bemutatja, hogy egy olyan 3-komponensű konjugátum (célfelismerő és sejtpusztító oligopeptid, poli(tejsav-glikolsav) kopolimer [PLGA] biodegradábilis nanorészecske) konjugátum tervezését, előállítását és jellemzését, amelynek segítségével lehetséges szelektíven elpusztítani a rheumatoid arthritis autoimmun betegség kialakulásában szerepet játszó ellenanyag fehérjéket termelő B-sejteket. E vegyületben a célfelismerő egység egy fibrin fehérjébél származó, Cit tartalmú B-sejt epitóp peptid (lásd fent), míg a sejtpusztulást előidéző molekula egy komplement aktiváló sajátságú, a HIV gp 120 fehérjéből származó oligopeptid. A nanorészecske és a konjugátum tervezése biztosítja nagyszámú peptid egyidejű, azonos térbeli orientációjú jelenlétét.   

Összefoglalva, új konjugálási stratégiák, szintézismódszerek, analitikai eljárások felhasználásával, valamint szisztematikus szerkezet-hatás összefüggés elemzések alapján új oligo/polipeptidek illetve sejt penetráló oligopeptidek hatásos konjugátumait állítottuk elő tumorellenes hatású vegyületekkel (daunomicin, fólsav antagonista, vinblasztin illetve ferrocén származékok), enzim aktivátor/inhibitor/szubsztrát származékokkal. A hatásos vegyületek esetében igéretes első lépéseket tettek a hatás mechanizmusának tisztázására is (pl. a konjugátum által kiváltott protein expressziós profil jellemzésére, a tubulin rendszerre gyakorolt hatás, a „scavenger A” receptor azonosítására). 

 A fenti eredmények jelentősége abban fogalmazható meg, hogy segíthetik  az elmúlt évtizedekben, a hagyományostól alapvetően eltérő típusú gyógyszerkutatási irányzatok kibontakozását. Egyrészt megjelentek és sikeresek a gyógyászatban a fehérje-hatóanyagok (pl. a bizonyos kórképekben ígéretes monoklonális ellenanyagok) és kemoterápiás szerrel vagy „riporter” molekulával konjugált változataik illetve elsősorban a “solid” - tumorok kezelésére szintetikus makromolekula alapú konjugátumok. Másrészt előtérbe került a célfelismerő, a célsejtbejutást elősegítő struktúrát tartalmazó oligopeptid - hatóanyag konjugátumok szintézise, tulajdonságaik vizsgálata szerkezet-hatás összefüggések feltárása révén.

Hudecz Ferenc (MTA-ELTE Peptidkémiai Kutatócsoport; ELTE Szerves Kémiai Tanszék)

Szervező

MTA Kémiai Tudományok Osztálya

Kapcsolattartó

Antal Zsuzsa (telefon: 36-1-4116-306)