Identification and characterization of specific Caspase-1 and IL1R inhibitors
Özgün Caspase-1 ve IL1R inhibitörlerinin tanımlanması ve karakterize edilmesi
- Tez No: 397261
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. NATHAN ALLAN LACK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Allerji ve İmmünoloji, Allergy and Immunology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
Otoinflamatuar hastalıklar doğuştan gelen bağışıklık sisteminin anormal olarak aktive olması sonucu ortaya çıkarlar. Bu hastalıklar batılı ülkelerdeki nüfusun yüzde beşinden daha fazlasını etkilemektedirler ve toplamda seksenden daha fazla çeşidi bulunmaktadır. Özellikle İnterleükin-1 alfa ve İnterleükin-1 beta başta olmak üzere, miktarı fazlaca yükselmiş İnterleükin-1 sitokinleri, Behçet Hastalığı ve Ailevi Akdeniz Ateşi gibi bir çok otoinflamatuar hastalık çeşidinde görülmektedir. IL1β sitokini İnterleükin-1 reseptörüne bağlandıktan sonra NLRP3 (Kriyopirin) inflamazomu aktive olur. Anormal derecede IL1R sinyalizasyonu ve akabindeki NLRP3 (Kriyopirin) inflamazom aktivasyonu otoinflamatuar hastalıkları tetiklemektedir. Bu kritik rolü göz önüne alındığında inflamazom aktivasyonunu azaltmayı hedefleyen bir kaç tedavi seçeneği bulunmaktadır. Kaspaz-1 inhibitörleri (henüz FDA onayı alamamış), IL1R antagonistleri ve anti-IL1β antikorları bu yöntemlerden bazılarıdır. Fakat bilinen tedavi yöntemleri protein bazlı olduğundan, pahalıdırlar ve günlük ya da haftalık enjeksiyon gerektirmektedirler. Küçük molekül inhibitörleri daha ucuz yöntemlerle üretilebilir ve hap yoluyla enjeksiyona ihtiyaç duymadan daha uygun koşullarda uygulanabilirler. Ancak şu ana kadar tanımlanmış herhangi bir IL1R küçük molekül inhibitorü bulunmamaktadır. Bu yüzden, bu tezin amacı küçük molekül inflamazom inhibitörlerini keşfetmek, tanımlamak ve karakterize etmektir. IL1R sinyalizasyonunu hedefleyen küçük molekül inhibitörlerini geliştirebilmek için, bilgisayar modellemeleri ve bilinen ilaçların yeniden amaçlanması yöntemlerinden faydalandık. 300'ten daha fazla indol türevini ve 1280 tane FDA onayı almış ilacı hücre bazlı tetkiklerle analiz ettik. Bu analizlerin sonucunda, hücresel toksikliği olmayan ve orta nanomolar seviyede IC50 değerine sahip bir çok molekül tanımladık. Daha sonraki çalışmalarla, bu inhibitörlerin tersinir olduğunu gösterdik. İnhibasyon mekanızmasını daha iyi anlayabilmek için bilgisayar yardımıyla vi yanaştırma modeli geliştirdik ve inhibitörlerin IL1 receptörüne tahmini bağlanma bölgesi üzerinde çeşitli mutasyonlarla analizler yaptık. Analizlerimiz, küçük molekül inhibitörlerimizin muhtemelen IL1R sinyalizasyonu yolağında başka bir protein ya da proteinleri inhibe ettiğini göstermiştir. Gelecek çalışmalarda, bu protein ya da proteinlerin neler olduğunu karakterize etmeye çalışacağız. Ayrıca, hayvan modelleri de küçük molekül inhibitörlerimizin biyolojik analizleri için kullanılacaktır.
Özet (Çeviri)
Autoinflammatory diseases occur when the body's innate immune system is abnormally activated. There are more than eighty types of autoinflammatory diseases which affect >5% of the population in Western countries. Elevated levels of Interleukin-1 (IL1) cytokines, especially IL1β and IL1α, are observed in many types of autoinflammatory diseases including Behcet's Disease and Familial Mediterranean Fever (FMF). IL1β binds Interleukin-1 Receptor (IL1R) and initiates NLRP3 (cryopyrin) inflammasome activation. Aberrant levels of IL1R signaling and inflammasome activation promote autoinflammatory diseases. With such a critical role there are several treatment options to reduce inflammasome activation including: caspase-1 inhibitors which are not FDA proved, IL1R antagonists and neutralizing α-IL1β antibodies. Because the known therapies are protein-based, they are costly and require daily injections. However there are no identified IL1R small molecule inhibitors which can be less costly and overcome the injection barriers. Therefore the goal of this thesis was to identify and characterize novel small molecule inflammasome inhibitors. For this, we utilized in silico modeling in combination with drug repurposing to develop small molecule inhibitors which target IL1R signaling pathway. We screened >300 indole derivatives, and 1280 FDA-approved drugs from the Prestwick Library in a cell-based assay. From this we identified several compounds with mid-nanomolar IC50 and no obvious cellular toxicity. Further studies suggest that these are reversible inhibitors. To better understand the mechanism of inhibition, we developed a docking model to identify possible binding sites of small molecules and performed mutagenesis analysis with the predicted binding pocket. Our experimental data suggests that our small molecule inhibitors possibly inhibit some other protein/s in the down signaling mechanism of in the IL1R pathway. For future studies, we are going to try to iv characterize this/these protein/s. In future experiments, animal models will be utilized for the biological analysis of our small molecule inhibitors.
Benzer Tezler
- Identification of long non-coding RNAs that regulates apoptosis in human
İnsanda apoptozu düzenleyen uzun kodlanmayan RNA'ların belirlenmesi
ULVİ AHMADOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Biyolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜNYAMİN AKGÜL
- Identification and characterization of conserved micrornas in wheat (Triticum monococcum ssp. monococcum) by high-throughput sequencing and computational analysis
Siyez (Triticum monococcum ssp. monococcum) buğdayında korunmuş mi̇kro rnalarin yüksek verimli dizileme ve simulasyon analizleriyle tanımlanarak karakterize edilmeleri
SARA BATAW
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
BiyolojiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NUSRET ZENCİRCİ
DR. ERCAN SELÇUK ÜNLÜ
- Investigation of NFİB function and regulation of its putative target genes in human neural stem cell and SH-SY5Y neuroblastoma cell lines
İnsan sinir kök hücre ve SH-SY5Y nöroblastom hücre hatlarında NFIB işlevinin ve potansiyel hedef genlerinin regülasyonunun incelenmesi
BETÜL ULUCA
Doktora
İngilizce
2023
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI KUMBASAR
- Isolation, identification and characterization of wine yeast species from grapes of three different vineyards in Turkey
Türkiye?nin üç üzüm bağından toplanan üzümlerden şarap mayası izolasyonu, tanılanması ve karakterizasyonu
NURTEN ÜKELGİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
BiyoteknolojiSabancı ÜniversitesiBiyoloji Bilimleri ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ÇETİNER
- The investigation of mechanical properties of annealed 5005Al alloys at different parameters
Tavlanmış 5005 Al alaşımlarının mekanik özelliklerinin farklı parametrelerde incelenmesi
RAGHAD MAJEED ABDULKAREEM AL-MUSAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI KARA