hFRα hedef proteinine karşı peptit-bazlı PET-ligandların rasyonel tasarımı
The rational design of peptide-based PET-ligands against the hFRα target protein
Yazar: ERTUĞRUL İŞLEYEN
Danışman: PROF. DR. ATİLLA AKDEMİR
Bezm-i Alem Vakıf Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Docking = Docking

Özet:
Günümüzde pek çok hastalığın hızlı ve doğru teşhisi uygun tedavi yöntemlerinin seçilmesi ve değerli zamanın kaybedilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Pek çok kanser tipi için gerek bilimsel literatür gerekse biyoinformatik veri tabanlarından yararlanılarak hedefe uygun biyobelirteçlerin saptanması mümkündür. Bu bağlam da kanser hücrelerinde yer alan İnsan Folik Asit Reseptör α (hFRα) proteini yüksek miktarda eksprese olduğu anlaşılmıştır. Bu nedenle hFRα kanser görüntülenmesinde hedef biyobelirteç proteini olarak görev yapabileceği kabul edilmektedir.
Sağlık sektöründe onkolojik görüntüleme yöntemlerinden faydalanılarak kanser hastalığı tanısı için kullanılan yöntemlerin arasında büyük önem arz eden Pozitron Emisyon Tomografisi-Bilgisayarlı Tomografi (PET-BT), organ ve dokuların metabolik ve fonksiyonel durumlarını anatomik bilgiler çerçevesinde görüntüleyerek vücudumuzda saklı olan tümörlü dokular hakkında detaylı bir şekilde bilgiler sunabilmektedir. İdeal bir görüntüleme yöntemi olarak seçilen yöntemin avantajları olduğu gibi dezavantajlarınıda göz ardı etmememiz gerekmektedir. Bu teknolojinin kullanımında karşımıza çıkan en önemli dezavantaj patolojik alanları özgül ve hassas olarak işaretleyebilecek ajanların azlığı sebebi ile ciddi sınırlamalar getirmektedir. Sonuç olarak kanser hastalığın tespiti ve tedavi evreleri arasındaki farkları takip etmemizi zorlaştırmaktadır.
Bu tez çalışmasında özellikle tümör mikroçevresinde yer alan immün ve stromal hücrelere ait özgül biyobelirteçlere yüksek seçicilik ve ilgi ile bağlanabilecek PET ajanlarına alternatif olarak yeni peptit-bazlı PET-Ligandların geliştirilmesi planlanmıştır. Bu sayede, kanser odaklarının görüntülenmesinde alternatif teşkil eden yenilikçi ve rasyonel tasarıma sahip yeni nesil radyo-işaretli tümör-tanıyıcı ajanların ilk örnek üretimi gerçekleştirilecektir.
Ön çalışmalarımızda moleküler modelleme tekniklerinden yararlanılarak hFRα'ya bağlanması öngörülen 16 adet peptit-yapılı PET-Ligandlar tasarlanmıştır ve sentez için önerilmiştir. Tez çalışmaları esnasında sentezlenen 16 adet peptitin kapsamlı moleküler dinamik çalışmalarıyla hFRα hedef proteinine karşı olası bağlanma afinitesi ve dinamik bağlanma ilişkileri incelenmiştir. Bu bilgiler doğrultusunda hFRα'ya bağlanması öngörülen 12 adet yeni peptit tasarlanmıştır ve sentez için önerilmiştir.

Abstract:
Today, rapid and accurate diagnosis of many diseases is of great importance in terms of choosing appropriate treatment methods and avoiding the loss valuable time. For many cancer types, it is possible to detect suitable biomarkers by using both scientific literature and bioinformatics databases. It has been found that the Human Folic Acid Receptor α (hFRα) protein is over expressed in many cancers. Therefore, it is accepted that hFRα can act as a biomarker protein in cancer imaging.
Positron Emission Tomography-Computed Tomography (PET-CT), which is of great importance among the methods used for the diagnosis of cancer disease by making use of oncological imaging methods, provides detailed information about the tumor tissues hidden in our body by displaying the metabolic and functional states of organs and tissues within the framework of anatomical information. The most important disadvantage is that it brings serious limitations due to the scarcity of agents that can mark pathological areas in a specific and sensitive way. As a result, it makes it difficult to follow the differences between the detection and treatment stages of cancer.
In this thesis, new peptide-based PET-Ligands were developed as an alternative to excisting PET agents that can bind with high selectivity and affinity to specific biomarkers of immune and stromal cells, especially in the tumor microenvironment. 
In our preliminary studies, 16 peptide-based PET-Ligands, which were predicted to bind to hFRα, were designed using molecular modeling techniques. Afterwards, the possible binding affinity and dynamic binding relationships of these peptides with the hFRα target protein were investigated. In the light of this information, 12 new peptides were designed and suggested for synthesis.