Studium afinitních interakcí pomocí moderních separačních a strukturních metod

Mgr. et Mgr. Hana Mlčochová, Ph.D.

Doctoral thesis

Study of affinity interactions by modern separation and stuctural methods

Abstract:

Rozličné biologické interakce zásadní pro správné fungování živých organismů mohou být ovlivněny řadou patologických procesů, které jsou příčinou nemocí. Pro léčbu těchto nemocí jsou využívána rozmanitá léčiva. Jelikož je účinek těchto léčiv ovlivněn řadou faktorů, mezi které patří také interakce s plazmatickými proteiny, důkladné prozkoumání a popis těchto interakcí z hlediska síly, stechiometrie a mechanismu jsou významné pro vývoj nových léčiv a tedy i efektivní terapie. Pro výzkum afinitních interakcí bylo použito mnoho přístupů lišících se svými základními principy. Několik z nich bylo v rámci této disertační práce využito pro charakterizování interakcí mezi plazmatickými proteiny a léčivy a srovnáno. Kapilární elektroforéza-frontální analýza (CE-FA) byla zvolena jako nejvhodnější pro tyto studie díky mnoha výhodám, mezi které patří malá spotřeba vzorku, rychlost analýz a možnost studovat interakce za téměř fyziologických podmínek bez nutnosti imobilizace či značení. Dále byla testována použitelnost CE-FA metody pro studium vzájemných interakcí mezi léčivy. V této práci byly také představeny nové přístupy vedoucí ke zlepšení citlivosti a výkonnosti CE-FA metody. Dosažené výsledky přinesly nové poznatky v oblasti základního výzkumu zaměřeného na interakce plazmatických proteinů a léčiv.

Abstract:

Various biological interactions fundamental for proper functioning of living organisms may be affected by some pathological processes that are the cause of the diseases. For the treatment of these diseases, diverse drugs can be used. Insomuch as the effect of these drugs is influenced by several factors including interactions with plasma protein, thorough investigation and description of these interactions in terms of strength, stoichiometry, and mechanism are essential for new drug discovery, and thus also for development of effective therapy. In general, many various approaches differing in their basic principles were used for investigation of affinity interactions. In this thesis, several of these methods were used to characterization of plasma protein-drug interactions and compared. As the best candidate for such studies, capillary electrophoresis frontal analysis (CE-FA) was selected, due to many advantages such as minimal sample consumption, speed of analysis and possibility to investigate the interactions under near physiological conditions without immobilization or labelling. Furthermore, the applicability of CE-FA method for studying of drug-drug interactions was tested. In addition, new approaches improving CE-FA sensitivity and throughput were introduced in this thesis. Achieved results brought new knowledge to the basic research focused on plasma protein-drug interactions.

Keywords

Afinitní kapilární elektroforéza, kapilární elektroforéza-frontální analýza, farmakologie, interakce protein-léčivo, vytěsňovací studie, vazebná konstanta, on line míchání

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 10. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 27. 10. 2021
• Supervisor: prof. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc.
• Reader: RNDr. Václav Kašička, CSc., prof. Ing. Ivan Mikšík, DrSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biochemistry / Biochemistry