Αποκλεισμός της αλληλεπίδρασης μεταξύ της Α1 επικράτειας του παράγοντα von Willebrand και του υποδοχέα των αιμοπεταλίων GPIb/IX/V με τη χρήση νανοτεχνολογίας
Creators: name: Μίχου, Ελένη Αχιλλέα
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: subject: Παράγοντας von Willebrand
subject: Υποδοχέας αιμοπεταλίων GPIb/IX/V
subject: Νανοτεχνολογία
subject: Α1 επικράτεια
subject: Αντιαιμοπεταλιακοί παράγοντες
subject: von Willebrand factor
subject: Platelet receptor GPIb/IX/V
subject: Nanotechnology
subject: FOS: Nanotechnology
subject: A1 domain
subject: Antiplatelet agents

description: Ο vWF είναι μία πολυμερής γλυκοπρωτεΐνη, η οποία διαμεσολαβεί το σχηματισμό θρόμβου σε σημεία αγγειακού τραυματισμού κυρίως μέσω αλληλεπιδράσεων με συστατικά της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας και υποδοχείς των αιμοπεταλίων. Μέχρι στιγμής έχουν διευκρινιστεί οι βιολογικές ιδιότητες του vWF σε επίπεδο γενετικής ρύθμισης, βιοσύνθεσης και μοριακών αλληλεπιδράσεων. Έχουν προσδιοριστεί οι τρισδιάστατες δομές επιλεγμένων επικρατειών του vWF, αλλά δεν έχει πλήρως αποσαφηνιστεί η σχέση δομής-λειτουργίας των εν λόγω επικρατειών, λόγω της πολυπλοκότητας και του μεγέθους του μορίου του vWF. Επίσης, είναι γνωστές οι βιομηχανικές ιδιότητες της αλληλεπίδρασης μεταξύ της Α1 επικράτειας του vWF και του υποδοχέα των αιμοπεταλίων GPIbα, δεν έχει όμως πλήρως διευκρινιστεί ο μηχανισμός με τον οποίο αυτή η αλληλεπίδραση αντιτίθεται στη δυναμική του ρέοντος αίματος κι επάγει το σχηματισμό θρόμβου και την ενεργοποίηση των αιμοπεταλίων. Συνεπώς, περαιτέρω μελέτη και κατανόηση των λειτουργιών του vWF και του υποδοχέα GPIbα θα έχει ως αποτέλεσμα καλύτερο προσδιορισμό του ρόλου των αιμοπεταλίων στην αθηροθρόμβωση, καθώς οι αιμοδυναμικές συνθήκες επηρεάζουν σημαντικά την εξέλιξη του αγγειακού τραυματισμού σε στενωμένες ή μερικώς αποφραγμένες αρτηρίες. Τα αντιαιμοπεταλιακά φάρμακα αποτελούν το θεμέλιο λίθο της θεραπείας των καρδιαγγειακών νοσημάτων, αλλά και άλλων θρομβωτικών καταστάσεων. Η πλειοψηφία των φαρμάκων αυτών στοχεύουν εναντίον υποδοχέων ή ενζύμων των αιμοπεταλίων με σκοπό την παρεμπόδιση σχηματισμού θρόμβου και ενεργοποίησης των αιμοπεταλίων. Σύμφωνα με όσα αναφέρθηκαν στην προηγούμενη παράγραφο η αλληλεπίδραση μεταξύ της A1 επικράτειας του vWF και του υποδοχέα των αιμοπεταλίων GPIbα αποτελεί έναν πολύ ελκυστικό στόχο. Στην παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφονται οι διάφορες κατηγορίες φαρμάκων που στοχεύουν εναντίον αυτής της αλληλεπίδρασης και γίνεται αναφορά στο επίπεδο κλινικής ανάπτυξής τους. Συγκεκριμένα, γίνεται λόγος για τα μονοκλωνικά αντισώματα AJvW-2 και AJW200, για τα νανοσώματα ALX-0081 και ALX-0681 καθώς και για τα απταμερή ARC 1779, ARC 1172 και ARC 15105. Ιδιαίτερη μνεία γίνεται για την επικράτεια Α2 του vWF, η οποία αναστέλλει αποτελεσματικά τη σύνδεση της επικράτειας Α1 στον υποδοχέα των αιμοπεταλίων GPIbα κάτω από συνθήκες υψηλής διατμηματικής τάσης. Το ανθρώπινο γονίδιο που κωδικοποιεί την Α1 επικράτεια του vWF κλωνοποιήθηκε κι εκφράστηκε σε βακτηριακό σύστημα, ενώ η ανασυνδυασμένη Α1 επικράτεια υπερεκφράστηκε, βιοτινυλιώθηκε και καθαρίστηκε επιτυχώς. Τόσο, λοιπόν, η ανασυνδυασμένη Α1 επικράτεια όσο και το βιοτινυλιωμένο παράγωγο αυτής είναι πλέον διαθέσιμα σε μεγάλη ποσότητα και με υψηλή καθαρότητα, έτοιμα να χρησιμοποιηθούν σε πειράματα πρόσδεσης σε νανοεπιφάνειες. Σε δεύτερο χρόνο, θα μπορούσε να μελετηθεί, με τον τρόπο αυτό, η αλληλεπίδραση μεταξύ των επικρατειών Α1 και Α2 του vWF και να παραχθούν δεδομένα σχετικά με την κατασκευή νέων αντιθρομβωτικών παραγόντων εναντίον του συμπλόκου vWF-GPIbα.
description: VWF is a multimeric glycoprotein that mediates thrombus formation at sites of vascular injury by means of specific interactions with components of extracellular matrix and platelet receptors. The essential biologic properties of vWF have been elucidated in the areas of genetic regulation, biosynthesis and specific biomolecular interactions. The three-dimensional structure of selected domains has been solved, but our understanding of detailed structure-function relationships is still fragmented, partly because of the complexity and the size of the vWF molecule. The biomechanical properties of the interaction between the VWF A1 domain and the platelet receptor GPIbα are also better known, but we can still only hypothesize how this adhesive bond can oppose the fluid dynamic effects of rapidly flowing blood to initiate thrombus formation and contribute to platelet activation. Elucidating the details of VWF and GPIbα function will lead to a more satisfactory definition of the role of platelets in atherothrombosis, since hemodynamic forces greatly influence responses to vascular injury in stenosed and partially occluded arteries. Antiplatelet agents are the cornerstone in treatment of cardiovascular diseases and other thrombotic diseases. The majority of these drugs focus on targeting either surface receptors or enzymes in the platelet in order to protect against thrombus formation following initial platelet activation. According to the previous paragraph the binding of vWF A1 domain to platelet receptor GPIbα is an attractive drug target. Here are summarized the different classes of drugs targeting vWF-GPIbα interaction and is given an account of their level of clinical development. In particular, the following compounds are discussed: monoclonal antibodies AJvW-2 and AJW200, nanobodies ALX-0081 and ALX-0681, aptamers ARC 1779, ARC 1172 and ARC 15105. A specific reference is being made for vWF A2 domain which effectively inhibits the binding of vWF to GPIbα under high shear stress. The human gene encoding A1 domain was cloned and expressed in a bacterial system and the recombinant A1 protein was overexpressed, biotinylated and purified successfully. The recombinant A1 domain and the biotinylated product are now available in a large amount and with great purity, ready to be used in experiments for protein immobilization on nanosurfaces. Later, the interaction between A1 and A2 domain could be studied to provide evidence for the design for new and potent antithrombotic factors against the vWF-GPIbα axis.