Sinteza in biološko vrednotenje heterobifunkcionalnih razgrajevalcev proteinov iz družine IAPRenner, Rok (Avtor) Sosič, Izidor (Mentor) Bricelj, Aleša (Komentor) Himerni razgrajevalcitarčna razgradnja proteinovapoptozacereblonprotein IAP.Tradicionalni pristop načrtovanja zdravilnih učinkovin je usmerjen v regulacijo aktivnosti proteinov z uporabo malih molekul z visoko afiniteto. Uporabnost takšnega pristopa omejuje potreba po ustreznem vezavnem mestu, ki ga okoli 80 % človeškega proteoma ne izkazuje in je posledično farmakološko nedostopen za takšne zaviralce. Rešitev lahko predstavlja nova metodologija tarčne razgradnje proteinov z uporabo heterobifunkcionalnih molekul (ang. proteolysis targeting chimeras - PROTACs), ki za svoje delovanje uporabljajo telesu endogeni mehanizem za razgradnjo proteinov. Te himerne spojine so sestavljene iz treh delov, in sicer iz liganda za ligazo E3, tarčnega proteina ter distančnika, ki ju povezuje. Njihova učinkovitost leži v mehanizmu in katalitični naravi delovanja, ki jim omogoča, da pri zelo nizkih koncentracijah s prehodnimi interakcijami s katerimkoli mestom na proteinu izzovejo njegovo razgradnjo. Zaradi tega so himerni razgrajevalci postali uporabno orodje pri farmakološki modulaciji proteoma, ki je težko dostopen preko klasičnega načrtovanja učinkovin. Narava delovanja takšnih razgrajevalcev je pritegnila tudi pozornost onkološkega zdravljenja, saj molekule PROTAC z razgradnjo proteina lažje zaobidejo določene mehanizme pridobitve odpornosti, ki predstavlja težavo mnogim zdravilnim učinkovinam na tem področju. Ena izmed pomembnih tarč v onkologiji so proteini, imenovani zaviralci apoptoze (IAP), ki so v celicah zadolženi za zaviranje celične smrti. Znanstveniki so odkrili, da se ti proteini prekomerno izražajo znotraj rakavih tkiv, kar je povezano s progresijo bolezni, slabo prognozo in nizkim odzivom na zdravljenje. Zaradi teh razlogov so proteini IAP postali zanimive tarče zdravljenja rakavih obolenj. V sklopu magistrskega dela smo sintetizirali himerni razgrajevalec, ki je vseboval med seboj povezana liganda za cereblon in IAP. Končna molekula heteroPROTAC je v testih na rakavi celični liniji multiplega mieloma MM.1S z metodo prenosa western izkazala koncentracijsko-odvisno selektivno razgradnjo predstavnika družine IAP, in sicer XIAP. Pri višjih koncentracijah smo pokazali tako razgradnjo vseh vrednotenih proteinov IAP kot tudi delno razgradnjo transkripcijskega faktorja IKZF3. Nivo ligaze cereblon je ostal tekom testiranja nespremenjen, kar priča o dejstvu, da je potekla le enostranska razgradnja proteinov IAP. Poleg metode western smo razgradnjo dokazali tudi s proteomiko, ki je pokazala statistično značilno znižanje nivoja proteina XIAP. Sintetizirana molekula himernega razgrajevalca predstavlja tako uporabno probo za raziskave vpletenosti proteinov IAP v patogenezo malignih obolenj kot tudi dobro izhodišče za nadaljnji razvoj terapevtikov.20232023-06-21 08:45:02Magistrsko delo/naloga147031sl