Synthesis of dye-conjugated PD-L1 targeted peptides for use in pet/ct in diagnosis of lung cancer
Akciğer kanseri teşhisi için PET/CT sistemlerinde kullanılacak PD-L1 proteini hedefli boya takılı peptitlerin sentezi
- Tez No: 847504
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR ALPTÜRK, DR. ÖZGÜR YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyoteknoloji, Biochemistry, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
AKCİĞER KANSERİ TANISI İÇİN PET/BT GÖRÜNTÜLEME SİSTEMLERİNDE KULLANILMAK ÜZERE PD-L1 HEDEFLİ PEPTİT BAZLI GÖRÜNTÜLEME AJANLARININ SENTEZİ ÖZET Akciğer kanseri günümüzde ölümle sonuçlanan hastalıkların başında gelmektedir. Kanserle ilişkili ölümlerin % 19'u akciğer kanserinden kaynaklıdır. Akciğer kanseri hastalarının % 57 gibi büyük bir kısmının geç teşhisten muzdarip olması hayatta kalma şansını düşüren bir faktördür. Bu sebepten ötürü akciğer kanserinde 5 yıllık sağkalım oranı oldukça düşüktür. Akciğer kanseri, küçük hücreli akciğer kanseri ve küçük hücreli olmayan akciğer kanseri olarak iki ana bölüme ayrılır. Küçük hücreli olmayan akciğer kanserinin yaygınlık oranı % 85 civarındadır. Küçük hücreli akciğer kanseri ise tüm vakaların % 15'ini oluşturmaktadır. Küçük hücreli akciğer kanseri, diğer türe göre daha agresif bir kanser türüdür. Bu nedenden dolayı ölüm oranı oldukça yüksektir. 5 yıllık sağkalım oranı % 6 civarında seyreder. Akciğer kanserine yol açan en büyük faktörün sigara tüketimi olduğu bilinmektedir. Bunun dışında genetik faktörler, hava kirliliği, kötü beslenme alışkanlıkları da hastalık riskini arttıran faktörlerdir. Akciğer kanseri demografik olarak incelendiğinde 65 yaş üstü bireylerde daha sık görülürken, 40 yaş altı bireylerde ise daha az rastlandığı tespit edilmiştir. Cinsiyet farkının akciğer kanserine etkisine bakıldığında ise erkek popülasyonunda daha sık gözlemlendiği ancak bunun erkek bireylerde sigara tüketiminin daha yaygın olmasına bağlı bir durum olduğu gözlemlenmektedir. Akciğer kanserinde semptomların hastalık ilerledikten sonra ortaya çıkması hayatta kalma oranını düşüren bir etkendir. Nefes darlığı, öksürük, göğüs ağrısı, hemoptizi, yorgunluk ve kilo kaybı akciğer kanseri belirtilerinden bazılarıdır. Bu semptomların bazı kronik hastalıkların semptomları ile benzerlik taşıması akciğer kanseri teşhisini zorlaştıran bir etkendir. Akciğer kanserinin teşhisini zorlaştıran bir başka husus ise bu kanser türünün metastaz hızıdır. Akciğer kanseri henüz çok erken evrelerinde iken bile metastaz yapabilir. Bu durum tedavi sürecini zorlaştırır. Akciğer kanserine neden olan en büyük etkenin sigara tüketimi olması, sigara kullanmayan bireylerin gösterdiği semptomların başka rahatsızlıklardan kaynaklı olduğunu düşündürecek bir stigmaya yol açabilir. Kısacası, akciğer kanseri tanı süreci zor, hassas teşhis yöntemlerini ve cihazlarını gerektiren bir patolojidir. Akciğer kanseri tanısında sıklıkla kullanılan yöntemlerden biri biyopsidir. Biyopsi, patolojinin varlığından şüphe edilen bölgeden doku örneği alınarak uygulanan bir yöntemdir. Bu yüzden de oldukça ağrılı bir tekniktir ve enfeksiyon kapma riskini beraberinde getirir. Bunların yanı sıra, örnek boyutunun küçük olması da heterojenite gösteren kanser türlerinde bazı yanılsamalara sebep olabilir. Tümör dokusunun ulaşılması zor bir bölgede yer alması da bir başka dezavantajdır. Sonuç olarak biyopsi gibi hasta konforunun düşük olduğu ve hastalık hakkında kesin yanıt vermeyen yöntemler teşhis aşamasını zorlaştırmaktadır. Biyopsi dışında, röntgen, balgam kültürü, tam kan sayımı gibi tanı yöntemleri de akciğer kanseri teşhisinde yardımcı olur. Ancak, bu tür yöntemler erken teşhis için genellikle yetersiz kalmaktadır. Teknolojinin gelişmesi klinik anlamda da birçok yeniliği beraberinde getirmiştir. Özellikle moleküler görüntüleme alanının gelişmesi kanser teşhisinde kolaylık sağlamıştır. Moleküler görüntüleme, mikro düzeyde meydana gelen değişimlerin izlenmesine ve karakterize edilmesine dayanan görüntüleme tekniklerini kapsar. Hastalık sürecinde meydana gelen moleküler değişimler fiziksel değişimlerden önce gerçekleşir. Bu da moleküler görüntülemenin önemini gözler önüne serer. MRI(manyetik rezonans görüntüleme), PET (positron emisyon tomografisi), BT (bilgisayarlı tomografi), SPECT (Tek Foton Emisyon Bilgisayarlı Tomografi) gibi modaliteler günümüzde kanser hastalıkları tanı aşamasında tercih edilen görüntüleme cihazlarıdır. Görüntüleme modaliteleri arasında PET ve bilgisayarlı tomografiyi birleştiren PET/BT yaygın olarak tercih edilmektedir. PET/BT organ ve dokulardaki fiziksel ve metabolik değişimleri ortaya çıkaran gelişmiş bir modalitedir. PET/BT cihazı hastanın vücudunda moleküler seviyedeki olayları incelemek ve patolojinin lokasyonu hakkında bilgi edinmek için kullanılır. PET/BT öncesi hastanın vücuduna rodyoaktif madde içeren bir sıvı enjekte edilir. Hedeflenen bölgede biriken bu sıvı, zamanla bozunur ve pozitron yaymaya başlar. Yayılan pozitronlar vücutta elektronlarla çarpışır. Her bir çarpışma sonucunda zıt yönde hareket eden bir çift gamma ışını meydana gelir. PET/BT cihazındaki dedektörler gamma ışınlarını tespit ederek görüntü sağlar. PET'te kullanılan görüntüleme ajanları 3 ana bölümden oluşur. Radyoaktif izotop, görüntüleme için sinyal oluşturan bölümdür. Bu sinyal izotopu bir bağlayıcı ile hedefleme molekülüne bağlıdır. Hedefleme molekülü ise hedef dokuya bağlanıp dokunun görüntülenmesini sağlar. PET'te kullanılan en yaygın görüntüleme ajanı florodeoksiglikoz (FDG) adı verilen bir maddedir. Glikoz molekülündeki -OH gruplarından biri çıkartılıp yerine bir radyoaktif izotop olan 18F bağlanarak oluşturulan bu yapı florodeoksiglikozdur. 18F yarılanma ömrü nispeten kısa bir radyoaktif maddedir. Akciğer kanserinde kanser hücrelerinin metabolik aktivitelerinin artması sonucu glikoz molekülünün tüketimi artış gösterir. Bu sebepten ötürü glikoz molekülüne 18F konjuge edilerek kanser hücrelerinin görüntülenmesi sağlanır. BT, lezyonların doğru bir şekilde lokalizasyonunu sağlarken, PET ise hem sağlıklı hem de sağlıksız dokuların haritalandırılmasını yapar. Bu iki modalitenin birleştirilmesiyle, metabolik anormallikler tespit edilmekle kalmaz aynı zamanda bu anormalliklerin yeri de belirlenmiş olur. PET/BT hastalık tanısına yardımcı olmanın dışında hastalık evrelemesi, tedavi planlaması gibi farklı amaçlara da hizmet eder. PET/BT akciğer, meme, pankreas, prostat, melanoma, baş ve boyun kanseri, kolorektal, lenfoma ve yumurtalık kanseri gibi kanser türlerinde görüntüleme sağlar. Kanser hastalıkları dışında, nörolojik bozukluklarda, kardiyolojik rahatsızlıklarda, kas-iskelet sistemindeki anomalilerde, inflamatuar bağırsak hastalığında, kısacası birçok ciddi rahatsızlığın görüntülemesinde rol oynayan bir görüntüleme cihazıdır. Akciğer kanseri tanısında kullanılan görüntüleme modalitelerinin hassasiyeti oldukça önemlidir. Farklı radyofarmasötikler kullanılarak değişen metabolik aktiviteler saptanabilir ve böylece erken teşhisin yanısıra doğru tedavi yöntemi de belirlenebilir. Moleküler görüntülemedeki en büyük avantaj tümör mikroçevresindeki metabolik değişimlerin farklı problar kullanılarak saptanabilmesidir. Bu problar genellikle ilgilenilen biyoişaretleyicilere bağlanabilen moleküllerdir. Biyoişaretleyiciler, belirli bir hastalığın varlığında vücutta yoğunluk olarak artan biyolojik moleküllerdir. Bu moleküller hormon, enzim, antikor, metabolit ya da miRNA olabilir. Biyobelirteçlere normal dokularda hiç rastlanmaz ya da çok az rastlanır. Bu belirteçler farklı amaçlar için kullanılabilir. Örneğin tanı biyobelirteçleri adından da anlaşılacağı üzere, belirtileri doğrultusunda şüphelenilen bir hastalığın varlığını anlamak amacı ile kullanılır. Biyobelirteçler aynı zamanda terapinin etkisini gözlemlemek adına terapiden önce ve sonra analiz yapılarak hangi tedavinin hasta için daha uygun olduğunu göstermeye yardımcı olur. Biyobelirteçler sayesinde sadece belirli kanserlerde spesifik olarak ifade edilen proteinlerin görüntülenmesi sağlanabilir. Bu proteinlerin tanı aşamasında yol gösterici olarak kullanılması kanser teşhisinde çığır açıcıdır. Özellikle erken teşhisin önem kazandığı akciğer kanseri gibi kanser türlerinde biyoişaretleyicilerin önemli rolü vardır. PD-L1 (programlanmış ölüm proteini ligandı 1) 290 amino asitten oluşan bir immün kontrol proteinidir. PD-L1'in tümör hücreleri tarafından yüksek miktarda ifade edilmesi, onu önemli bir biyoişaretleyici kılar. Özellikle akciğer ve meme kanseri gibi yaygın görülen kanser türlerinde yoğun PD-L1 ifadesiyle karşılaşılır. PD-1/PD-L1 etkileşimi T hücrelerinin aktivasyonunu önleyen bir sinyal yollayarak immün sistemin çalışmasını engeller. Günümüzde hem tedavi hem tanı amaçlı bu proteini hedefleyen birçok çalışma mevcuttur. Tanı amaçlı kullanılan kontrast ajanları küçük molekül, nanotanecik, protein ya da peptit bazlı olabilir. Özellikle peptit bazlı kontrast ajanlarını içeren klinik çalışmalar günümüzde hız kazanmaktadır. Peptit, kısa zincirli amino asitlerine verilen isimdir. Günümüzde peptitlerin kullanımı birçok farklı alanlarda görülse de bu kullanım sağlık sektöründe yoğunlaşmıştır. Özellikle günümüzde hedefe yönelik ilaç geliştirilmesinde sıkça kullanılmaya başlanmıştır. Kanser tedavisinde önem arz eden hedefe yönelik ilaç sistemleri peptitlerin kullanımı ile hız kazanmıştır. Terapötik ajanların etkisini arttırmak amacı ile, bu ajanların peptit ile konjuge edildiğine literatürde sıkça rastlanır. Bu sayede ilacın seçiciliği iyileştirilmiş olur. Peptitlerin yüksek seçiciliğe ve güçlü afiniteye sahip olmaları onları özel kılan özelliklerdendir. Aynı zamanda kolay sentezlenebilir olmaları ve düşük kütleye sahip olmaları da onları ayrıcalıklı kılar. Ayrıca spesifik bir reseptöre bağlanma yetenekleri onları eşsiz kılar. Bu çalışmada yer alan peptitler Katı Hal Peptit Sentezi yöntemi ile sentezlenmiştir. Katı Hal Peptit Sentezi peptitlerin kimyasal olarak sentezlenmesini mümkün kılan bir yöntemdir. Bu yöntemde, amino asitler reçine gibi katı bir yüzeye kimyasal bağlarla bağlanır. Sonrasında ise reaktanların eklenmesi ile amino asit zinciri uzatılarak istenen peptit elde edilir. Bu çalışmada biyoinformatik çalışmalar doğrultusunda PD-L1 proteinine yüksek seçicilikle bağlandığı tespit edilen peptitler, Katı-Hal Peptit Sentezi yöntemi ile sentezlenmiştir. Hücre görüntüleme çalışmalarına imkan tanıması adına Rodamin B floresan boyası ile konjuge edilen KYFAW, KYWAY, KWQWW, KWAIW, KHWQW ve KFWWS sekanslı peptitler HPLC ile saflaştırılmış olup LC-MS yardımı ile peptitler karakterize edilmiştir.
Özet (Çeviri)
SYNTHESIS OF DYE-CONJUGATED PD-L1 TARGETED PEPTIDES FOR USE IN PET/CT IN THE DIAGNOSIS OF LUNG CANCER SUMMARY Lung cancer is one of the leading causes of death today. %19 of cancer-related deaths are due to lung cancer. The fact that 57% of lung cancer patients suffer from late diagnosis is a factor that reduces their chances of survival. For this reason, the 5-year survival rate for lung cancer is very low. The emergence of symptoms after the disease progress is another factor that reduces the survival rate. Cough, chest pain, hemoptysis, fatigue, and weight loss are some of the symptoms of lung carcinoma. The similarity of these symptoms with the symptoms of some chronic diseases is a determinant that complicates the diagnosis of the disease. The development of technology has brought many innovations in the clinical sense. In particular, the development of molecular imaging has facilitated the diagnosis of cancer. Molecular imaging encompasses imaging techniques based on monitoring and characterizing changes occurring at a micro level. Molecular changes that occur during the disease process precede physical changes. This highlights the importance of molecular imaging. The tools such as MRI (magnetic resonance imaging), PET (positron emission tomography), CT (computerized tomography), and SPECT (single photon emission tomography) are the modalities recently preferred in the diagnosis of cancer. PET/CT is one of the most frequently used modalities in cancer diagnosis. PET/CT is a sophisticated clinical tool in which radioactive molecules are used as imaging probes. A classic imaging probe consists of targeting moiety, signal agent, and linker parts. Physical and metabolic alterations in the lungs can be detected by PET/CT. This combined technology not only helps diagnosis but also has a role in deciding which treatment is more suitable for administration. In molecular imaging, biomarkers are what provide information about the disease. To define shortly, biomarkers are molecules that increase in density in the body in the presence of a certain disease. Biomarkers are absent or very rare in normal tissues. The use of biomarkers as a guide in the diagnosis stage is groundbreaking in cancer diagnosis. Biomarkers have a major role, particularly in some cancer types such as lung cancer, where early diagnosis is critical. PD-L1 (programmed death protein 1) is an immune checkpoint protein that consists of 290 amino acid residues. The more intense production of PD-L1 protein by cancer cells makes PD-L1 an important biomarker. PD-L1 is a type of protein that is known to be expressed in high amounts, especially in some cancer types such as lung and breast cancer. There are many studies targeting this protein for both diagnostic and therapeutic goals. The imaging probe which is used for diagnostic aim can be a small molecule, antibody, nanoparticle protein, or peptide-based. Among these types, the clinical use of peptides is gaining momentum day by day. Today, many research groups have been working on peptide-based imaging agents. High specificity and tolerance, low mass, and easy synthesis are the features that make peptides attractive for clinical studies. In this study, peptides that are expected to bind to PD-L1 protein with high selectivity were synthesized by using Solid Phase Peptide Synthesis technique. The selected peptide sequences were designed through in silico studies. Rhodamine-B conjugated KYFAW, KYWAY, KWQWW, KWAIW, KHWQW, and KFWWS peptides were synthesized successfully. The peptides were characterized by using Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LC-MS) and the purification step was performed by using Reversed-Phase High-Performance Liquid Chromatography (RP-HPLC).
Benzer Tezler
- İzotiyosiyanat grubu içeren asimetrik ftalosiyanin sentezi
Synthesis of asymmetric phthalocyanine containingisothiocyanate group
ECE ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN HAMURYUDAN
- Fabrication and functionalization of rGO containing polymeric materials
rGO içeren polimerik maddelerin yapımı ve işlevsellestirilmesi
MERVE ASLAN
- Synthesis of folate receptor 1 targeted dye-conjugated peptides for use in positron emission tomography imaging systems
Pozitron emisyon tomografi görüntüleme sistemlerinde kullanılacak folate receptör 1 hedefli boya takılı peptitlerin sentezi
DERYA CİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK
DR. ÖZGÜR YILMAZ
- Çoklu anchor grup olarak 1,10-fenantrolin bileşiklerinin sentezi ve boya duyarlı güneş hücresi üretimi
Synthesis of 1,10-phenanthroline derivative compound as a multiple anchor group and dye-sensitive solar cell production
BUSE ÖZSAN
- Boya duyarlı güneş hücreleri için bazı 2,4,6-triarilpiridin türevlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of some 2,4,6-triarylpyri̇di̇ne derivatives for dye-sensitized solar cells
DİLEK ARSLAN