Development of spike MHC-I T-cell epitope targeted peptides for vaccine and diagnostic kit against COVID-19
COVID-19 aşısı ve tanı kiti için spike MHC-I T-hücre epitop hedefli peptitlerin geliştirilmesi
- Tez No: 679875
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK, DR. ÖZGÜR YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
2019 yılının aralık ayında Çin'in Wuhan kentinde SARS-CoV-2 virüsünün neden olduğu yeni bir korona virüs hastalığı ortaya çıktı. İlk başta sıradan bir soğuk algınlığı gibi baş gösteren bu hastalığın zamanla yapılan çalışmalarla yeni bir hastalık türü olduğu belirtildi. Ortaya çıkan bu yeni tip korona virüsün sebep olduğu hastalık ise COVID-19 hastalığı (Coronavirus Disease-19) olarak tanımlandı. Bulaşıcı olması sebebiyle bu hastalık tüm dünyaya yayılarak 2020 yılının mart ayında Dünya Sağlık Örgütü tarafından pandemi ilan edildi. Bu yeni korona virüs hastalığı için spesifik bir teşhis, tedavi ve korunma yönteminin bulunmaması nedeniyle hastalık, küresel bir tehdit haline geldi ve milyonlarca kişinin hastalanmasına ve ölümüne yol açtı. Bu nedenle salgının daha fazla yayılmasını önlemek ve ölümlerin önüne geçebilmek adına bu hastalığı tespit etmek, tedavi etmek ve önlemek için etkili yöntemlerin geliştirmesi zorunludur. Şu an halihazırda kullanılan bazı tespit ve tedavi yöntemleri vardır. Fakat, COVID-19 hastalığından korunmak için henüz etkili bir yöntem bulunmamaktadır. Şu an halihazırda kullanılan tespit ve tedavi yöntemleri SARS-CoV-2 virüsünün tanısı ve hastalığının tedavisi için yeterli değildir. Korona virüs hastalığını tespit edebilmek adına ilk aşamada RT-PCR (Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu) yöntemi kullanılmaya başlandı. Virüse spesifik bir yöntem olduğu için yüksek doğruluk oranına sahip bu yöntem, dünya çapında uygulanmaya başlandı ve halihazırda olan bir yöntem olduğu için hastalığın tespit aşamasında en çok başvurulan yöntem oldu. Semptomlarının pek çok hastalıkla ortak olması nedeniyle, hastalıktan tamamen emin olabilmek ve doğruluğunu ispatlayabilmek için RT-PCR testinden sonra hastalardan göğüs tomografisi de istenebilmektedir. Kullanılan bu tespit yöntemlerinin yanı sıra maalesef bu hastalığa özgü bir tedavi yöntemi bulunmamaktadır. Diğer hastalıklarla ortak semptomlara sahip olması sebebiyle COVID-19 hastalığına yakalanmış kişilerde semptomları azaltabilmek ve hafifletmek için kullanılan bazı ilaçlar vardır. Ancak bu yöntemler hastalığı tedavi etmede çok başarılı değildir. Bu yöntemler sadece baş ağrısı, kas ağrısı, ateş, halsizlik, öksürük, boğaz ağrısı gibi yaygın semptomların azaltılması ve hastayı rahatlatmak amaçlı kullanılır. Etkili bir tedavi olmamasının yanı sıra yeni ortaya çıkan bir hastalık olduğu için maalesef hastalığı önlemeye yönelik de bir yöntem bulunmamaktadır. Herhangi bir hastalıkta teşhis ve tedavinin önemi olduğu kadar o hastalıktan korunmak ya da hastalığa yakalanmadan hastalığı önleyebilmek de çok büyük öneme sahiptir. Korona virüs hastalığı için bazı destekleyici ve semptomlarını azaltmaya yönelik tedavi yöntemleri bulunmakta ama korona virüs hastalığından korunmak ve bu hastalığa karşı bağışıklık kazanabilmek adına etkili bir yöntem bulunmamaktadır. Korona virüsten ve bu virüsün sebep olduğu hastalıktan korunmak için yeni yöntemler geliştirilmesi, hastalığa yakalanmayı önlemek ve hastalığın yayılmasını kontrol altına almak ayrıca da toplumsal bağışıklık sağlayarak pandemiyi de sona erdirebilmek adına büyük önem taşımaktadır. COVID-19 salgın hastalığının ilk ortaya çıktığı andan itibaren pek çok bilim insanı bu virüsle ve hastalıkla ilgili çalışmalara başlamıştır. Şu an bu hastalığı teşhis edebilmek adına tanı kiti gibi çeşitli yöntemler geliştirilmiş ve geliştirilmeye de devam etmektedir. Bunun yanında pek çok ülkeden pek çok bilim insanı pandemiyi sona erdirmek için aşı geliştirebilmek adına gece gündüz çalışmaktadır. Bu çalışmaların sonucu olarak acil kullanım için bazı tanı kitleri ve aşı çalışmalarına Dünya Sağlık Örgütü tarafından onay ve yetki verilmiş ve kullanılmaya başlanmıştır. Şu an hali hazırda ticari olarak da üretilen çok fazla sayıda ve markada tanı kiti vardır. Ama maalesef bazı tanı kitlerinin doğruluk oranı çok düşüktür. Yanlış negatif ya da yanlış pozitif sonuç verebilmektedir. Tanı kitlerinin yanı sıra onaylanmış aşılar da bulunmaktadır ve acil kullanım için yetki verilmiş ve dünyada pek çok ülkede insanlar aşılanmaya başlanmıştır. Ancak bu geliştirilen mevcut yöntemler daha da iyileştirilmeli, bu yöntemlerin etkinlik ve özgüllükleri daha da artırılmalıdır. Buna ek olarak, daha iyi özelliklere sahip ve daha etkili yeni aşılar ve tanı kitleri geliştirilmelidir. Sonuç olarak, devam eden pandemi nedeniyle COVID-19 hastalığını en yüksek doğruluk değeriyle hata payı olmadan tespit edebilmek için ve bu hastalığa karşı koruma sağlayacak yeni ve etkili yöntemlerin geliştirilmesi zorunludur. Bu tez kapsamında da COVID-19 hastalığını tespit etmek için yanal akışlı tanı kiti ve bu hastalığa karşı koruma sağlayabilecek aşıların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda ana bileşen olarak peptitlerin kullanılmasına karar verilmiştir. Peptitlerin yüksek özgüllüğe sahip olmaları, seçici olmaları, biyouyumlu olmaları, toksik olmamaları ve kolay sentezlenebilir olmaları gibi umut vaat eden özelliklerine dayanarak, bu tezde COVID-19 için peptit bazlı tanı kiti ve aşı geliştirilmesine karar verilmiştir. Bu bağlamda, korona virüse özgü peptit dizileri in-siliko çalışmalarla tasarlanmıştır. Bu tez kapsamında, tasarlanan peptit sekansları Fmoc aracılı katı fazlı peptit sentezi yöntemi ile sentezlenmiştir. Daha sonra sentezlenen peptitler yarı preparatif ters faz yüksek performanslı sıvı kromatografisi kullanılarak saflaştırılmıştır. Saflaştırılan peptitler analitik ters faz yüksek performanslı sıvı kromatografisi ve yüksek çözünürlüklü sıvı kromatografisi kütle spektroskopisi kullanılarak karakterize edilmiştir. Tez kapsamında RQIAPGQTGK, CYFPLQSYGF, PFAMQMAYRF, TEILPVSMTK, KWPWYIWLGF, LQYGSFCTQL ve EQYIKWPWYI sekanslı peptitler sentezlenmiş ve karakterizasyon sonuçlarına göre sırasıyla %98, %94, %98, %91, %91, %90 ve %85 olacak şekilde yüksek saflıklarda başarılı bir şekilde sentezlenebilmiş ve saflaştırılmıştır. İn-siliko çalışmalarla belirlenen bu peptitler sentezlendikten sonra tanı kiti ve aşı geliştirilmesi sırasında kullanılacaktır. Bu bağlamda bundan sonraki çalışmalarda ELISA yöntemi kullanılarak peptitlerin bağlanma afiniteleri belirlenecektir. Yüksek afiniteye sahip peptitler belirlenerek bir sonraki aşamaya geçilecek ve klinik çalışmalara başlanacaktır. COVID-19 hastalığını tespit etmeye yönelik geliştirilecek olan yanal akışlı tanı kitinin, yüksek spesifisite ve sensitiviteye sahip olması için peptit bazlı olarak tasarlanmasına karar verilmiştir. Peptitin tanı kiti üzerindeki tanıma bölgesine immobilize edilmesinin ardından üzerine damlatıldığı kan veya vücut sıvısı örneğiyle COVID-19 hastalığı spesifik olarak tespit edilebilecektir. COVID-19 hastalığına karşı aşı geliştirilmesi için ise sentezlenen peptitlerin afinite çalışmalarından sonra en yüksek afiniteye sahip peptitlerin belirlenerek aşının ana bileşenini oluşturması amaçlanmıştır. Bu aşamadan sonra klinik çalışmalara geçilerek sırasıyla aşı geliştirme fazları takip edilecektir. Bu çalışmalar sonucunda yüksek spesifisite ve sensitiviteye sahip yanal akışlı tanı kitleri ve hastalığa karşı uzun soluklu koruma sağlayabilecek aşılar geliştirilebilecektir.
Özet (Çeviri)
A novel coronavirus disease caused by SARS-CoV-2 emerged as an outbreak at the end of 2019 in Wuhan, China. Then, the disease was declared a pandemic by spreading to the world. Due to the absence of a specific diagnosis, treatment, and protection methods for this novel coronavirus disease, it became a global threat. Therefore, it is obligatory to develop effective methods to detect, treat and prevent this disease. There are some available detection and treatment methods. However, there has been no protection method for COVID-19 yet. The available detection methods are not adequate for SARS-CoV-2. The coronavirus has been currently detecting by the RT-PCR method, also chest CT can be employed for the patients. Also, there are some available drugs and vaccines which are used to diminish and relieve the symptoms of the COVID-19. However, these current methods are not specific to this disease and they are not able to cure and provide protection for this disease. Besides diagnosis and treatment, protection and prevention are also very essential in any disease. There are some supportive treatments, however, there is no protection for coronavirus disease. The development of a protection method for coronavirus has huge importance for prevention from this disease and controlling the spreading of the disease, and also ending the pandemic. There are some ongoing and promising studies to develop detection and protection methods for COVID-19. Some diagnostic tests and vaccine studies are approved and authorized in emergency use. However, they must be improved, also their efficacy and specificity must be increased. In addition to this, new vaccines and diagnostic kits that have better properties must be developed. Consequently, it is obligatory to develop new and effective methods for the detection of, and protection from COVID-19 because of the ongoing pandemic. Based on the promising properties of peptides such properties as high specificity, selectivity, biocompatibility, non-toxicity, and ease to synthesize, it was decided to develop peptide-based diagnosis and vaccine for COVID-19 in this thesis. In this context, the peptide sequences which are specific to coronavirus were designed by the in-silico studies. In this thesis, the designed peptides were synthesized by the Fmoc-mediated SPPS method and then the peptides were purified and characterized. For the purification of the peptides, the semi-preparative RP-HPLC method was used. Then, analytical RP-HPLC and LC-HR/MS were employed for the characterization of the peptides.
Benzer Tezler
- Development of peptides for targeting TMPRSS2 as drug candidates and targeting spike MHC-II T-cell epitopes as vaccine candidates for COVID-19
COVID-19 ilaç çalışmaları için TMPRSS2 hedefine yönelik, aşı çalışmaları için spike MHC-II T-hücre epitoplarına yönelik peptitlerin geliştirilmesi
GİZEM BEYOĞLU BOZDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR ALPTÜRK
DR. ÖZGÜR YILMAZ
- Alt-birim protein antijenlerinin immunojenitesini artırmakamacıyla yeni adjuvant/taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi
Development of a novel adjuvant/delivery system to enhance the immunogenicity of sub-unit protein antigens
MERT PEKCAN
Doktora
Türkçe
2021
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVDA ŞENEL
- Voleybol öğretiminde geribildirimin smaç ve blok becerileri gelişimine etkisi
The effect of feedback to the development of spi̇ke and block ski̇lls i̇n Volleyball
ŞEFİK BARBAROS ÇELENK
- Parmaklı ve pervazlı tip aksiyel harmanlama ünitelerinin geliştirilmesi üzerinde araştırmalar
Studies on design of spike-tooth and rasp-bar type axial-flow type threshing units and on development of their appropriate prototypes
ABDULLAH SESSİZ
- Mucize buğdayda (Triticum turgidum var. mirabile) başak ve çiçek meristem kimlik genlerinin klonlanması ve karakterizasyonu
Cloning and characterization of spike and floral meristem identity genes in miracle wheat (Triticum turgidum var. mirabile)
DAMLA GÜVERCİN
Doktora
Türkçe
2019
BiyolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR KARAKURT