Διαμορφωτική ανάλυση πεπτιδικών αναλόγων του επιτόπου 87-99 της βασικής πρωτεΐνης της μυελίνης (MBP) καθώς και προσομοίωση μοριακής δυναμικής των συμπλόκων τους με τον υποδοχέα HLA-DR2b
Authors: Μαντζουράνη Ευθυμία 
Published: August 2021

Η Σκλήρυνση Κατά Πλάκας (Multiple Sclerosis - MS) είναι μία φλεγμονώδης ασθένεια αδιευκρίνιστης αιτιολογίας η οποία χαρακτηρίζεται από απομυελίνωση τμημάτων των νευρικών κυττάρων και αναστολή ή πλήρη διακοπή της μετάδοσης των νευρικών ερεθισμάτων. Στην παθοφυσιολογία της νόσου εμπλέκονται τόσο περιβαλλοντικοί όσο και γενετικοί παράγοντες. Έχει αποσαφηνισθεί ότι τα Τ βοηθητικά λεμφοκύτταρα (CD4+) και ο σχηματισμός του τριμοριακού συμπλόκου μεταξύ Μείζονος Συστήματος Ιστοσυμβατότητας (MHC)-Πεπτιδίου Προσδέτη και Υποδοχέα Τ-κυττάρων (T-cell Receptor - TCR) διαδραματίζουν κυρίαρχο ρόλο κατά την εκδήλωση της ασθένειας. Μία από τις κύριες πρωτεΐνες της μυελινικής θήκης, η Βασική Πρωτεΐνη της Μυελίνης (Myelin Basic Protein - MBP) θεωρείται ως πιθανό αυτοαντιγόνο γιατί προκαλεί Πειραματική Αυτοάνοση Εγκεφαλομυελίτιδα (Experimental Autoimmune Encephalomyelitis - ΕΑΕ) όταν ενεθεί σε επίμυες Lewis. Στο πλαίσιο της αντιμετώπισης της ασθένειας έχει προταθεί ο σχεδιασμός και χρήση τροποποιημένων πεπτιδικών αναλόγων (Altered Peptide Ligands (APLs) του ανθρώπινου επίτοπου MBP87-99 ο οποίος αποσκοπεί στην παρεμπόδιση του σχηματισμού σταθερού συμπλόκου MHC-APL-TCR και κατ’ επέκταση των εγκεφαλιτογόνων Τ κυτάρων. Bιολογικά πειράματα έδειξαν ότι τα γραμμικά πεπτίδικά ανάλογα [Arg91,Ala96]MBP87-99 και [Ala91,96]MBP87-99, καθώς και τα κυκλικά πεπτίδια cyclo(87-99)[Arg91,Ala96]MBP87-99, cyclo(87-99)[Ala91,96]MBP87-99, και cyclo(91-99)[Ala96]MBP87-99 εμφανίζουν ανταγωνιστική δράση. Κατά την εκπόνηση της διατριβής πραγματοποιήθηκε διαμορφωτική ανάλυση των APLs σε μια προσπάθεια κατανόησης των φυσικοχημικών και δομικών χαρακτηριστικών που απαιτούνται για ανταγωνιστική δράση. Για τη διαμορφωτική μελέτη ελήφθησαν φάσματα Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (ΝΜR) μίας και δύο διαστάσεων. Τα πειράματα NMR συνδυάσθηκαν με Μοριακή Δυναμική (Molecular Dynamics, MD) χρησιμοποιώντας τα λογισμικά ΜΟΕ και DYANA για να διευρευνηθούν οι χαμηλής ενέργειας ευνοϊκές διαμορφώσεις. Ανάμεσα σε αυτές αναζητήθηκαν και οι πιθανές βιοδραστικές, οι οποίες στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν ως αρχικές για την πρόσδεση με τον υποδοχέα MHC-DRB1*1501 (pdb: 1ymm). Τα σύμπλοκα APL-MHC υποβλήθηκαν σε ΜΔ χρησιμοποιώντας το λογισμικό GROMACS. Η ίδια διαδικασία εφαρμόστηκε και στο σύμπλοκο MPB85-98 - MHC που απομονώθηκε από την κρυσταλλική δομή (pdb: 1ymm), ώστε να επιτευχθεί σύγκριση και εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την αγωνιστική (πρόκληση ΕΑΕ) ή ανταγωνιστική (αναστολή ΕΑΕ) δράση των πεπτιδικών αναλόγων. Για το σκοπό αυτό διερευνήθηκε το δίκτυο των δεσμών υδρογόνου μεταξύ των ατόμων του πεπτιδικού σκελετού και του ενεργού κέντρου του υποδοχέα, οι υπόλοιπες μη δεσμικές αλληλεπιδράσεις , καθώς και η επιφάνεια επαφής των πεπτιδίων με το διαλύτη (solvent accessible surface area - SASA). Με βάση τα συμπεράσματα από τη μελέτη των συμπλόκων, καθορίστηκαν φαρμακοφόρες ομάδες και πραγματοποιήθηκε 3D αναζήτηση σε γνωστές βάσεις δεδομένων. Αναγνωρίστηκε ένα μόριο-οδηγός, το οποίο τροποποιήθηκε με ορθολογικό σχεδιασμό ώστε να εμφανίζει πιθανή ανταγωνιστική δράση.