Možnosti využití biomimetických peptidů pro cílenou terapii buněk neuroblastomu

Bc. Kateřina Kapołková

Master's thesis

Possibilities of using biomimetic peptides for targeted therapy of neuroblastoma cells

Anotácia:

Neuroblastom je nejrozšířenějším nádorovým onemocněním dětského věku. Lze jej léčit mimo jiné chemoterapií, která však může být toxická pro okolní zdravou tkáň. Uložením chemoterapeutika do struktury nanotransportéru lze snížit jeho negativní vliv a zvýšit specifitu a účinek terapie. Tato práce je zaměřena na biomimetické peptidy, které byly použity k modifikaci nanotransportérů. Nanotransportéry byly připraveny enkapsulací alkaloidu elipticinu, potenciálního cytostatika, do proteinové klece apoferritinu a následně modifikovány Trk peptidy. Jedná se o peptidy odvozené od neurotrofinů, ligandů neuroblastomových Trk receptorů nebo přímo od těchto receptorů. Prostřednictvím elipticinu a apoferritinu bylo zjišťováno, zda je cílení pomocí Trk peptidů efektivní. Teoretická část se zabývá neuroblastomem jako takovým, se zaměřením na jeho léčbu a využití cílené terapie právě pomocí nanotransportérů. V praktické části byla optimalizována příprava enkapsulovaného elipticinu společně s povrchovou modifikací pomocí biomimetických peptidů. U finálních nanotransportérů byly stanoveny důležité parametry, od velikosti (13,55-37,84 nm), povrchového náboje (˗30,6 - ˗17,4 mV), výtěžnosti enkapsulovaného elipticinu (41,1-70,6 %) až po cytotoxické účinky na maligní a nemaligní buněčné linie. Enkapsulací cytostatika a jeho zacílením na buňky neuroblastomu se snížila jeho cytotoxicita pro nemaligní buněčnou linii za současného zvýšení cytotoxicity pro maligní buněčnou linii ve srovnání s volným cytostatikem. Výsledné komplexy vykazovaly dobrou biokompatibilitu v in vitro predikčních testech, kdy nebyly hemotoxické, netvořily proteinové korony a během skladování byly stabilní.

Abstract:

Neuroblastoma is the most common tumor in children. Among other options, treatment consists of chemotherapy, but it can be toxic for surrounding healthy tissue. By storing the cytostatic drug into the structure of a nanocarrier, its negative impact can be reduced and the specificity and effectiveness of the therapy can be increased. This work is focused on biomimetic peptides, which have been used to modify nanocarriers. These nanocarriers were prepared by encapsulation of the alkaloid ellipticine, a potential cytostatic, in the protein cage of apoferritin and subsequently modified with Trk peptides. These peptides are derived from neurotrophins, ligands of neuroblastoma Trk receptors or directly from these receptors. Ellipticine and apoferritin were used to determine whether targeting with Trk peptides is effective. The theoretical part deals with neuroblastoma as such, focusing on its treatment and the use of targeted therapy using nanocarriers. In the practical part, the preparation of encapsulated ellipticine was optimized together with surface modification using biomimetic peptides. Important parameters for the final nanocarriers were determined, from size (13,545-37,840 nm), surface charge (˗30,6 - ˗17,4 mV), encapsulation efficiency of ellipticine (41,1-70,6 %) to cytotoxic effects on malignant and non-malignant cell lines. Encapsulation of the cytostatic drug and its targeting towards neuroblastoma reduced its cytotoxicity for non-malignant cell line and enhanced its cytotoxicity for malignant cell line compared to the free cytotoxic agent. Final complexes showed good biocompatibility in in vitro prediction test, as they were not hemotoxic, did not form a protein corona and were stable during storage.

Kľúčové slová

Apoferritin, biomimetické peptidy, cílená terapie, elipticin, neuroblastom

Keywords

Apoferritin, biomimetic peptides, ellipticine, neuroblastoma, targeted therapy

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 4. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Simona Dostálová, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / odbor:
Animal Breeding / Animal Biotechnology