Ανάπτυξη φορέων με ρυθμιστική ικανότητα στόχευσης διαφορετικών τύπων καρκίνων και μεθοδολογιών για τον εντοπισμό συνθηκών υπεύθυνων για την τροποποίηση κυστεϊνών σε σουλφενικό οξύ
Authors: Σακκά Μαριάννα 
Published: September 2021

Η παρούσα διατριβή αποτελείται από δύο επιμέρους κεφάλαια τα οποία συνδέονται μεταξύ τους όπως συνοπτικά περιγράφεται παρακάτω. Αρχικά, σχεδιάσαμε και συνθέσαμε ένα μόριο που μπορεί να δρα ως πολυφορτιακό όχημα παράδοσης φαρμακευτικών ουσιών και δύναται να ρυθμιστεί ενάντια σε συγκεκριμένα καρκινικά κύτταρα (κεφάλαιο 1.1). Πρόκειται για την ανάπτυξη ενός αντικαρκινικού - συνδυαστικού συστήματος χορήγησης φαρμάκων, που μπορεί να ρυθμιστεί ενάντια σε διαφορετικούς τύπους καρκίνου και να επιτίθεται αποτελεσματικά σε συγκεκριμένα κύτταρα. Το κεφάλαιο αυτό παρουσιάζει το θεραπευτικό δυναμικό αυτού του συστήματος έναντι των πολυμορφικών γλοιοβλαστωμάτων (GBMs), μια επιθετική μορφή καρκίνου του εγκεφάλου. Το προκύπτον πολυφορτιακό σύστημα χορήγησης φαρμάκων (τριμοριακό) παρουσιάζει ενισχυμένη κυτταρική πρόσληψη, καθώς και εκλεκτική κυτταροτοξικότητα σε κυτταρικές σειρές γλοιοβλαστώματος, χωρίς οποιαδήποτε παρενέργεια σε φυσιολογικά κύτταρα. Στην ίδια τριμοριακή ένωση ένας φθορίζων ανιχνευτής έχει επίσης ενσωματωθεί επιτρέποντας τη δυνατότητα χρησιμοποίησης του τριμοριακού φορέα ως θερανοστικό (theranostic) μέσο (θεραπεία και διάγνωση).Η χρήση του τριμοριακού φορέα ως θεραναστικό μέσο, έδωσε ώθηση για την επόμενη μελέτη (κεφάλαιο 1.2). Αποσκοπώντας στην αναπτυξη μίας φωτοσταθερής χρωμοφόρας ομάδας, πραγματοποιήσαμε σύζευξη του Tat και GnRH πεπτιδίου με δύο διακριτές χρωμοφόρες ομάδες που παρουσιάζουν ισχυρή φωταύγεια στο ορατό φάσμα: (α) την καρβοξυφλουορεσκεϊνη (5(6)-FAM) που αποδίδει πράσινο φθορισμό και (β) το πολυπυριδινικό σύμπλοκο του ρουθηνίου ([Ru(bipy)2(mcb)]2+) που αποδίδει κόκκινο φωσφορισμό, και συγκρίναμε τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες σε ζωντανά κύτταρα. Το φωτο-σταθερό χρωμοφόρο συμπλόκου του ρουθηνίου έδειξε προηγμένες φωτοφυσικές ιδιότητες σε αυτήν τη μελέτη, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα δύο νέα πεπτιδικά συζεύγματα (Ru-Tat και Ru-GnRH) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για νέες στρατηγικές εφαρμογές στη στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων.Επιπλέον, έχει αποδειχθεί ότι η S-σουλφενυλίωση είναι μία κρίσιμη ενδιάμεση κατάσταση σε μια ποικιλία τροποποιήσεων της παράπλευρης ομάδας της κυστεΐνης. Δεδομένης της σημασίας που αυτή η οξειδοαναγωγική μεσολάβηση και παροδική S-σουλφενυλίωση της θειολικής κυστεΐνης υιοθετείται ως ρυθμιστικός μηχανισμός της παθολογίας, της φυσιολογίας και κυτταρικής σηματοδότησης, η ανακάλυψη νέων S-σουλφενυλιωμένων θέσεων σε πρωτεΐνες είναι μεγάλης σημασίας για την κατανόηση του μηχανισμού λειτουργίας της πρωτεΐνης υπό οξειδοαναγωγικές συνθήκες. Αναπτύξαμε τον διακομιστή PRESS (PROTEIN S-SULFENYLATION SERVER), o οποίoς μπορεί να προβλέψει αποτελεσματικά εκείνες τις κυστεϊνικές θειόλες μίας πρωτεΐνης που είναι επιρρεπείς σε S-σουλφενυλίωση (κεφάλαιο 2.1).Ορμώμενοι από τις δυνατότητες που προσφέρει ο διακομιστής PRESS, και τις πληροφορίες που παρέχει, προβήκαμε στην σύνθεση τεσσάρων πεπτιδικών μοντέλων που φέρουν κυστεΐνη. Τα πεπτιδικά μοντέλα μελετήθηκαν εκτενώς με χρήση φασματοσκοπίας ΝΜR ως προς το μικροπεριβάλλον και τις διάφορες παραμέτρους που μπορούν να επηρεάσουν την οξείδωση της κυστεΐνης προς σουλφενικό οξύ. Το NMR αποδείχθηκε ιδιαίτερα χρήσιμο αναλυτικό εργαλείο στην παρούσα μελέτη, από την οποία εξάγονται συμπεράσματα σχετικά με την επίδραση του φορτίου των γειτονικών αμινοξέων, την επίδραση του pKa των κυστεϊνών και τη συνεισφορά του διαλύτη και της θερμοκρασίας στη διαδικασία μετατροπής της κυστεϊνικής θειόλης σε σουλφενικό οξύ (κεφάλαιο 2.2).