Biotinylated peptide nanofibers for modulating the immune response
İmmün cevabın düzenlenmesi için biyotinlenmiş peptit nanoyapılar
- Tez No: 430273
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY, PROF. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Allerji ve İmmünoloji, Allergy and Immunology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Günümüz aşıları birçok hastalığı ortadan kaldırabildiği halde, bazı hastalıkların tedavisi için hala yetersiz kalmaktadır. Özellikle aniden yayılan hastalıklarda, aşının üretilme kapasitesi ve gerekli yerlere hızlıca nakil edilmesi, ya da nakil sırasında bozulmadan kalabilmesi sınırlıdır. Bu yüzden yeni aşıların geliştirilmesi hayati önem taşımaktadır. 2009 domuz gribi vakası sırasında, günümüz aşı sisteminde ne kadar eksiklik olduğu gün yüzüne çıkmıştır. HIV, malarya, zika gibi hastalık yapıcı patojenler için henüz etkili bir tedavi bulunamadığı gibi, kanserden ölen insanların sayısı da gün geçtikçe artmaktadır. Ayrıca, kullanılan çoğu aşılar, ya hücresel ya da humoral immün cevap oluşmasına neden olmaktadır. Etkili bir immun cevabın oluşması için hem hücresel hem de humoral immün cevabın etkili ve dengeli bir şekilde oluşması gerekmektedir. Bu yüzden yeni, etkili ve kolay hazırlanabilir bir aşı modelinin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Peptit amfifil denilen küçük moleküller, kendiliğinden bir araya gelip nano boyutlarda nanofiberler oluşturabilmektedir. Bu yapılar kolayca biyobozunabildiğinden, vücuda uyumlu olduğundan ve bozunduktan sonra zehirli ürün oluşturmadığından dolayı organizmalar için biyouyumluluk göstermekte ve uygulanabilir bir materyal olmaktadır. Bu yüzden bu yapılar, immünolojik cevabın etkin bir şekilde oluşturulması ve aşıların eksikliklerini kapatması için etkili bir yol olabilir. Bu tezde, immün cevabın düzenlenmesi için kullanılan biyotinlenmiş peptit nanofiber sistemleri anlatılmaktadır. İlk olarak bu peptidin biyotinli ve biyotinsiz hali sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Bir adjuvan olan CpG-oligonükleotid (ODN) ile karıştırılarak nanofiber yapılar oluşturulmuştur. Streptavidin bağlayıcısı kullanılarak model antijen olan ovalbumin, biotinli nanofibere bağlanmıştır. Daha sonra bu yapıların fareden alınan dalak hücrelerine etkisi ve farelere verildiğinde nasıl bir reaksiyon oluşturulduğu incelenmiştir. Bütün deneyler sonucunda, biyotinli nanofiberler immün hücreleri etkin ve düzenlenebilir bir immün cevap oluşturması için uyarmaktadır. Bu sonuçlar ışığında, biyotinli peptit nanofiberlerin etkili bir immün cevap tetikleyicisi olarak kullanılarak, hücre içi, hücreler arası patojenlere ve kansere karşı etkili bir çözüm sunabileceği kanısına varılmıştır. Kolay bir şekilde hazırlanabildiğinden ve taşıdığı antijeni ortaya çıkmış salgına göre ayarlanabileceğinden dolayı, bu sistem uygulanabilirlik açısından umut vadetmektedir.
Özet (Çeviri)
Despite the fact that vaccination eradicates many diseases, a broad variety of disorders cannot be treated using current vaccine development methods. In addition, it is difficult to rapidly develop new vaccines following the sudden onset of a new pandemic, as the production and transport of vaccines to impoverished areas is still a major issue. The lack of sufficient vaccine production, for example, enabled the spread of swine flu in 2009, while HIV, Zika and malaria viruses currently lack effective vaccinations. In addition, while cancer vaccines represent a promising area of research, their clinical implementation is also limited by the absence of rapid and effective vaccine development methods. The development of new and effective vaccines is therefore quite vital. Moreover, recently used vaccines promote either humoral or cellular immune responses, while effective treatment requires the induction of both systems. Consequently, there is an urgent need for effective and easy-to-prepare vaccines that are capable of eliciting immune action through multiple channels. Peptide amphiphiles are small molecules that are able to self-assemble into nanoscale fibrous networks. These nanofibers are biodegradable, biocompatible and do not generate toxic byproducts, making them ideal for designing biomaterials. As such, nanofibers are a promising class of materials for inducing an effective immune response and overcoming some of the problems faced by current vaccine development methods. In this thesis, I detail the use of biotinylated peptide nanofiber systems as immunomodulatory materials that are capable of incorporating a broad variety of antigens in a modular manner. Briefly, biotinylated and non-biotinylated peptide amphiphiles (PA) were first synthesized, purified and characterized to determine their material properties. PAs were then induced to self-assemble in the presence of CpG oligonucleotide (ODN) adjuvants, and ovalbumin was conjugated to self-assembled biotinylated-PA (B-PA) nanofibers by streptavidin linkers. Splenocytes were isolated from the mouse spleen and treated with bioactive nanofibers to investigate the effect of bioactive nanofibers on the immune response. Following the confirmation of an effective combined immune response, live mice were exposed to the nanofiber adjuvants as a proof-of-concept demonstration of in vivo PA-vaccine efficiency. Both in vivo and in vitro studies demonstrated that B-PA nanofibers are able to effectively modulate the immune response. Given these observations, I suggest that the B-PA nanofiber can be used as an immunomodulatory material for promoting effective immune response against extracellular and intracellular pathogens, and especially for the vaccine-based treatment of cancer. As the antigen presented by the PA system can be changed in a modular manner, B-PA nanofibers can also be employed to rapidly develop new vaccines against sudden outbreaks of new viral strains.
Benzer Tezler
- A self assembled nanofibrous structure as a novel vaccine adjuvant
Kendinliğinden biraraya gelen nanofibröz yapının yeni aşı adjuvanı olarak kullanımı
MUHAMMED BURAK DEMİRCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Allerji ve İmmünolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiNörobilim Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Fabrication of micromixers for efficient antigen-antibody binding
Verimli antijen-antikor bağlanması için mikro karıştırıcıların üretimi
AMENAH AL-BARUDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL
- Prostat kanser hücrelerinin belirlenmesi için peptid tabanlı LnCaP biyosensör sisteminin geliştirilmesi
Developing peptide based LnCaP biosensor to determine prostate cancer cells
CEMREHAN FEDACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyokimyaEge ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN AKÇAY
- Rekombinant DNA teknolojisi ile Bacillus peptit feromonunun üretimi ve transformasyon etkinliğinin optimizasyonu
Production of Bacillus peptide pheromone with recombinant DNA technology and optimisation of transformation efficiency
DEVRİM DEMİR
Doktora
Türkçe
2004
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ÖNER
- Development of microfluidic chip for impedance-based detection of liver cancer biomarkers
Karaciğer kanseri biyobelirteçlerinin empedans bazlı tespiti için mikroakışkan çip geliştirilmesi
ARDA DURER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL