Rekombinant HER3 antijeninin üretilmesi ve saflaştırılması
Production and purification of recombinant HER3 antigen
Yazar: AHMET KAAN DİKİCİ
Danışman: DOÇ. DR. ARZU ATALAY
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Antijenler = Antigens ; Epidermal büyüme faktörü = Epidermal growth factor ; Reseptörler = Receptors

Özet:
HER3, Epidermal Büyüme Faktörü Reseptör ailesinin dört üyesinden biridir. HER1, HER2, HER3 ve HER4'ü içeren bu reseptör tirozin kinaz ailesi, birçok kanser türü için terapötik bir hedeftir. HER3'ün meme, akciğer, kolon ve pankreas gibi çeşitli insan kanserlerinde aşırı ifadesi metastatik potansiyelin artışına ve tümör gelişiminin desteklenmesine yol açarak tedavide başarısızlığın ana nedenini oluşturur. Son yıllarda yapılan birçok çalışma HER3'ün önemini göstermiş ve HER3'ü hedef alan tedavilerin geliştirilmesine yönelik çok sayıda preklinik ve klinik çalışmanın başlamasını sağlamıştır. Artan HER3 ifadesi, kanser tedavisi sırasında anti-EGFR/HER1 ve anti-HER2 terapötiklerine karşı dirence neden olur. Bu direncin üstesinden gelmek ve terapötik etkinliği artırmak için HER3 sinyal yolağı temel aşağı akış mediyatörlerinin etkili inhibisyonu gereklidir. Bu nedenle, daha fazla HER3 inhibitörü terapötik ajan geliştirme çalışmasına ihtiyaç vardır. Bu reseptörlere bağlanan monoklonal antikorlar geliştirilmiş olmasına ve bunları geliştirmeye yönelik çalışmalar halen devam etmesine rağmen, HER3'ü hedef alan bir monoklonal antikor henüz onaylanmamıştır. Anti-HER3 monoklonal antikor geliştirmeyi hedeflediğimizden, bu çalışmada ilk adım olarak rekombinant HER3 antijen olarak klonlanmış ve ifade edilmiştir. HER3 hücre dışı alanı, ligand bağlanmasının özgüllüğünü belirleyen iki sistein açısından zengin bölge (II ve IV) ve iki yan bölge (I ve III) içeren dört alt alandan (I-IV) oluşur. Escherichia coli'de 6xHis taq füzyonlu rekombinant antijeni ifade edebilmek için 1869 nükleotidlik uzunluktaki HER3 hücre dışı alanı pET-30a(+) plazmitine klonlanmıştır. Klonlama için E.coli DH5α-TR1 bakteri suşu kullanılmıştır. Klonlama doğrulaması sonrası BL21(DE3) suşunda rekombinant protein ifadesi gerçekleştirilmiştir. Bakteriyel pET30 ekspresyon sisteminde ifadesi gerçekleştirilen rekombinant HER3-ECD proteini Ni-NTA rezin kullanılarak saflaştırılmıştır. Üretilen rekombinant protein başka bir çalışmada anti-HER3 nötralizan monoklonal antikor geliştirilmesi için antijen olarak kullanılacaktır.

Abstract:
HER3 is one of the four members of the Epidermal Growth Factor Receptor family. This receptor tyrosine kinase family, which includes HER1, HER2, HER3, and HER4, is a therapeutic target for many types of cancer. Overexpression of HER3 in various human cancers such as breast, lung, colon, and pancreas promotes tumor development, increases metastatic potential and is the main cause of treatment failure. In recent years, many studies indicated the importance of HER3, and numerous preclinical and clinical studies for the development of HER3-targeted treatments have begun. Increased HER3 expression causes resistance to anti-EGFR/HER1 and anti-HER2 therapeutics during cancer treatment. Effective inhibition of key downstream mediators of the HER3 signaling pathway is required to overcome this resistance and increase therapeutic efficacy. Therefore, more HER3 inhibitor therapeutic agent development studies are required. Although monoclonal antibodies binding to these receptors have been developed and studies to improve them are currently in progress, a monoclonal antibody targeting HER3 has not yet been approved. Since we aimed to develop an anti-HER3 monoclonal antibody, we first cloned and expressed recombinant HER3 as antigen. The HER3 extracellular domain consists of four subdomains (I-IV), which include two cysteine-rich regions (II and IV) and two flanking regions (I and III) that determine the specificity of ligand binding. The 1869 nucleotide full-length HER3 extracellular domain was cloned into pET-30a(+) plasmid, in order to express the recombinant antigen fused to 6xHis taq in Escherichia coli. E.coli DH5α-TR1 bacterial strain was used for cloning. After verification of cloning, recombinant protein was expressed in BL21(DE3) strain. Recombinant HER3-ECD protein expressed in the bacterial pET30 expression system was purified using Ni-NTA resin. The produced recombinant protein will be used as an antigen for the development of anti-HER3 neutralizing monoclonal antibody in the further study.