​Načrtovanje dimerizacijskih sistemov odvisnih od malih molekul za nadzor celičnih procesovRihtar, Erik (Avtor) Jerala, Roman (Mentor) sintezna biologijadimerizacijski sistemicepljeni proteinicelice CAR Tgenska terapijasistem CRISPR/Cas9Proteinski dimerizacijski sistemi, ki so odvisni od majhnih molekul, so pomembno sintezno-biološko orodje, ki omogoča zunanji nadzor bioloških procesov. Vendar pa je terapevtska uporaba obstoječih sistemov omejena zaradi neugodnih lastnosti ligandov ali imunskega odziva na proteinske domene, ki niso človeškega izvora. Zato smo razvili nove dimerizacijske sisteme, ki temeljijo na uporabi človeških proteinskih komponent in se odzivajo na zdravila, ki so že odobrena za klinično uporabo, ali na endogene ligande. Prva od naših strategij za oblikovanje takih sistemov temelji na cepitvi človeških ligand-vezavnih proteinov na dva fragmenta, ki se pogojno združita v prisotnosti tarčnega liganda (sistemi INSPIRE). Z uporabo platforme INSPIRE smo pokazali, da lahko dinamično, ortogonalno in multipleksno nadzorujemo izražanje genov v sesalskih celicah. Poleg tega smo pokazali uporabnost platforme INSPIRE in vivo in jo uporabili za preoblikovanje endogene regulatorne poti. INSPIRE predstavlja univerzalen pristop za oblikovanje sistemov, ki se odzivajo na majhne molekule, in ima potencial za načrtovanje novih senzorjev, regulatornih omrežij in terapevtskih aplikacij. Poleg platforme INSPIRE smo razvili dimerizacijske sisteme, ki temeljijo na uporabi ločenih ligand-vezavnih variabilnih fragmentov (Fv) protiteles. Ta pristop vključuje uporabo ločenih domen Fv protiteles, ki se sestavijo v prisotnosti tarčnega liganda. Prikazali smo tri različne primere, ki nakazujejo na uporabnost tovrstnih sistemov. Prvič, pokazali smo, da je mogoče z ločenim Fv nadzirati izražanje genov in načrtovati logične funkcije v sesalskih celicah. Drugič, razvili smo sistem, ki je odziven na fluorescein in ga uporabili za vezavo tumor-specifičnih adapterskih molekul scFv na univerzalen receptor CAR izražen na celicah T. Nazadnje, pokazali smo od fluoresceina odvisno uravnavanje aktivnosti bispecifičnega T celičnega povezovalca (BiTE), ki omogoča preusmeritev celic T proti tumorskim celicam. Razviti dimerizacijski sistemi predstavljajo zanimivo možnost za hitro razširitev obstoječih sistemov, ki se odzivajo na majhne molekule, in se lahko uporabljajo tako v raziskovalne kot terapevtske namene. Ti sistemi omogočajo nadzor genskih, proteinskih in celičnih terapij z majhnimi molekulami, kar lahko izboljša varnost in učinkovitost teh terapij v primerjavi s sedanjimi načini zdravljenja.20232023-10-21 07:16:11Doktorsko delo/naloga151820sl