Construção, por desenho racional, e caracterização de variantes de afinidade da região variável do anticorpo monoclonal Rituximabe

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pontes, Larissa Queiroz
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
dARK ID: ark:/83112/001300002084m
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/40330
Resumo: Cancer, also known as neoplasia, is a pathology characterized by uncontrolled proliferation of cells that can occur in different tissues. It is of major concern that drug development be capable of mitigate, reduce symptoms or prevent metastasis. Thereby the aforementioned, immunotherapy happens to be one of the most successful strategies on cancer treatment. Rituximab is a monoclonal antibody used in the treatment of lymphomas. Its mechanism of action is based on the interaction between it and the CD20 membrane protein expressed on B lymphocytes, guiding them to depletion. However, many patients are resistant to this treatment. In this study, we propose mutations on the variable region of Rituximab in order to increase its affinity to the CD20 epitope. Structural bioinformatics researchers of Fiocruz-CE in collaboration with our group suggested mutations based on structural and energetic features. These mutants were obtained in vitro by site-directed mutagenesis, specifically on its scFv format, and their sequences confirmed on Fiocruz-PE platform. The fragments were characterized by circular dichroism, had their capacity of binding confirmed by ELISA, and had their performance of protein denaturation and stability of antibody fragments evaluated by intrinsic tryptophan fluorescence. As results, our expression strategy led us to get all soluble fragments; it was possible to trace a secondary structure profile of β-sheet to the wt and to the mutants scFv; by ELISA, it was feasible to confirm the binding capacity of all fragments to peptide, which contains the epitope, where the quadruple mutant MUT3 was highlighted; and all the fragments presented a similar thermal denaturing profile by intrinsic tryptophan fluorescence. This work avenues future constructs on the scFv-Fc format, where it will be possible to chain the variants with highest affinities to an Fc domain. The resulting molecule will be more stable than the antibody fragment, will be capable of elicit immune effector functions, as well as will comprise higher affinity to the CD20 antigen. The perspective is the better is the affinity; the greater will be cytotoxic activity.
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Structural bioinformatics researchers of Fiocruz-CE in collaboration with our group suggested mutations based on structural and energetic features. These mutants were obtained in vitro by site-directed mutagenesis, specifically on its scFv format, and their sequences confirmed on Fiocruz-PE platform. The fragments were characterized by circular dichroism, had their capacity of binding confirmed by ELISA, and had their performance of protein denaturation and stability of antibody fragments evaluated by intrinsic tryptophan fluorescence. As results, our expression strategy led us to get all soluble fragments; it was possible to trace a secondary structure profile of β-sheet to the wt and to the mutants scFv; by ELISA, it was feasible to confirm the binding capacity of all fragments to peptide, which contains the epitope, where the quadruple mutant MUT3 was highlighted; and all the fragments presented a similar thermal denaturing profile by intrinsic tryptophan fluorescence. This work avenues future constructs on the scFv-Fc format, where it will be possible to chain the variants with highest affinities to an Fc domain. The resulting molecule will be more stable than the antibody fragment, will be capable of elicit immune effector functions, as well as will comprise higher affinity to the CD20 antigen. The perspective is the better is the affinity; the greater will be cytotoxic activity.O câncer, ou neoplasia, é uma patologia caracterizada pela proliferação descontrolada de células que pode ocorrer em diferentes tecidos. É de grande importância o desenvolvimento de medicamentos capazes de remediar, reduzir os sintomas ou evitar metástases. Nesse contexto, a imunoterapia surge como uma das estratégias mais bem-sucedidas para o tratamento das neoplasias. O Rituximabe é um anticorpo monoclonal utilizado no tratamento de linfomas. Seu mecanismo de ação se baseia no fato de que este anticorpo se liga à proteína CD20 expressa na membrana plasmática dos linfócitos B, levando à depleção destas. Porém, alguns pacientes apresentam resistência ao tratamento. Nesse sentido, no presente trabalho são propostas mutações na região variável do Rituximabe a fim de aumentar a afinidade do anticorpo pelo epítopo CD20. As mutações foram sugeridas através de desenho racional in silico em parceria com o grupo de bioinformática estrutural da Fiocruz Ceará. Os mutantes foram posteriormente obtidos in vitro, pela técnica de mutagênese sítio- dirigida, na forma de fragmentos do tipo scFv, cujas sequências foram confirmadas por sequenciamento na plataforma da Fiocruz-PE. Os fragmentos foram caracterizados por ensaios de dicroísmo circular e de desnaturação protéica. A capacidade de ligação destes scFvs ao antígeno foi avaliada por ELISA. Como resultados, os fragmentos de anticorpo expressos foram obtidos na forma solúvel; obteve-se, por dicroísmo circular, a confirmação do perfil de estrutura secundária em folhas-β tanto do scFv nativo como dos mutantes; através do ELISA, constatou-se que todos os fragmentos interagiram com o peptídeo contendo o epítopo, com destaque para o quádruplo mutante MUT3; e os scFvs apresentaram um perfil de desnaturação térmica semelhante entre si, obtido por fluorescência intrínseca do triptofano. O trabalho abre possibilidades futuras de construção de moléculas no formato scFv-Fc (com maior afinidade ao epítopo do CD20), acoplando-se os fragmentos de maior afinidade a um domínio Fc, onde a molécula resultante, além de apresentar maior afinidade pelo alvo, apresentará maior estabilidade quando comparada ao fragmento scFv e possibilidade de elicitar funções efetoras. A perspectiva é que a melhora na afinidade possa representar melhora na atividade citotóxica.Furtado, Gilvan PessoaPontes, Larissa Queiroz2019-03-18T15:41:14Z2019-03-18T15:41:14Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPONTES, Larissa Queiroz. Construção, por desenho racional, e caracterização de variantes de afinidade da região variável do anticorpo monoclonal Rituximabe. 2019. 74 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia de Recursos Naturais) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/40330ark:/83112/001300002084mporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-03-18T15:41:14Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/40330Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2019-03-18T15:41:14Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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