Účinná selekce vazebných proteinů v evolučním displeji in vivo

• Název práce v češtině: Účinná selekce vazebných proteinů v evolučním displeji in vivo
• Název v anglickém jazyce: Efficient selection of binding proteins in an in vivo evolution display
• Klíčová slova: in vivo evoluční displej, alternativní vazebný protein, selekce, mutace, struktura, průtoková cytometrie
• Klíčová slova anglicky: in vivo evolution display, alternative binding protein, selection, mutation, structure, flow cytometry
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Karel Drbal, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 24.10.2017
• Datum zadání: 25.10.2017
• Datum potvrzení stud. oddělením: 25.10.2017
• Konzultanti: doc. RNDr. Ladislav Burýšek, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Nad rámec konvenčních protilátek se v současnosti otevírají možnosti pro vývoj alternativních vazebných proteinů (ABP) na základě poznatků strukturní biologie a vysokokapacitních testovacích systémú. Tyto technologie umožňují rychlou přípravu ABP se žádanými vlastnostmi.
Tato práce se soustředí na vývoj bakteriálního povrchového displeje ABP, který využívá průtokově cytometrické (FCM) selekce nových ABP. Paralelně budou porovnané mutační systémy a zjištená vhodnost jejich použití v bakteriálním displeji. Cílem práce je vývoj kontinuálního in vivo evolučního postupu přípravy ABP o vyšší afinitě a dalších vhodných vlastnostech ve srovnání s konvenčními protilátkami.
V kontrolních diagnostických testech tří imunitně-relevantních onemocnění budou porovnané vazebné vlastnosti vstupních/výstupních ABP - vzniklých in silico predikcí nebo na základě dostupných sekvencí monoklonálních protilátek. Následně bude jejich evoluční dráha korelovaná s genotypem/fenotypem vstupního vazebného proteinu a jeho afinitou změřené pomocí "microscale" termoforézy (MST). U vybraného testu porovnáme ABP se vstupní vazebnou látkou na testu první volby: FCM, imunohistochemie (IHC) a ELISA ve spolupráci s našimi klinickými partnery.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Beyond the conventional monoclonal antibodies, the advances in structural biology and alternative binding protein (ABP) engineering technologies coupled with high-throughput screening systems have opened a new gateway to the fast generation of tailor-made ABPs with the desired properties.
This work will focus on the development of bacterial surface display of ABPs coupled to flow cytometry (FCM)-based selection of novel ABPs. In parallel, several in vivo mutagenesis systems will be tested for its suitability to be incorporated into a bacterial display system. The final goal is to develop a continuous in vivo evolution pipeline of ABPs with a higher affinity or other beneficial properties in comparison to the conventional antibodies.
As a proof-of-principle, three diagnostic tests of the immune-related diseases will be compared for the binding properties of input/output ABPs – based on either in silico predicted ABPs as well as currently available monoclonal antibody (mAb) sequences. Later, a comparison of the evolution pathway with the input binding protein genotype/phenotype will be done and affinity will be measured using microscale thermophoresis (MST). We will compare selected ABP in the methods of choice for the final comparison: cytometry (FCM), immunohistochemistry (IHC) and ELISA assays in collaboration with our clinical partner laboratories.