velikost textu

Anti-tumor activity and toxicity of HPMA copolymer conjugates bearing cytostatic drug

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Anti-tumor activity and toxicity of HPMA copolymer conjugates bearing cytostatic drug
Název v češtině:
Protinádorová aktivita a toxicita konjugátů na bázi HPMA kopolymerů nesoucí cytostatikum
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Mgr. Barbora Dvořáková
Id práce:
207476
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Imunologie (NIMUN)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
5. 11. 2018
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
ABSTRAKT V této studii jsme se zaměřili na testování biologické aktivity a farmakologických vlastností vybraných konjugátů na bázi HPMA kopolymerů nesoucí léčivo. Určili jsme jejich cytostatickou aktivitu in vitro, toxicitu in vivo a terapeutický efekt v myších nádorových modelech. Porovnáním maximální tolerované dávky (MTD) dvou strukturně odlišných konjugátů na bázi HPMA kopolymerů nesoucích doxorubicin (DOX) vázaný pH senzitivní hydrazonovou vazbou (HPMA-DOXHYD) jsme prokázali, že vysokomolekulární nedegradovatelný hvězdicový HPMA-DOXHYD konjugát má relativně nízkou MTD, přibližně 22,5 mg DOX/kg, zatímco lineární HPMA-DOXHYD konjugát má MTD okolo 85 mg DOX/kg. Lineární konjugát má tedy 3,7krát vyšší MTD než hvězdicový. Následně jsme také ukázali, že lineární konjugát je účinnější při léčbě solidního EL4 lymfomu zatímco hvězdicový konjugát jej předčil v léčbě BCL1 leukémie. Porovnali jsme také biologickou aktivitu hvězdicového a lineárního HPMA kopolymeru nesoucího docetaxel (DTX) vázaný pH senzitivní hydrazonovou vazbou (HPMA-DTXHYD). MTD hvězdicového (~160 mg DOX/kg) byla 4krát vyšší než MTD volného DTX (40 mg/kg). MTD lineárního HPMA- DTXHYD konjugátu jsme nebyli schopni určit, jelikož převyšovala dávku 200 mg DTX/kg, což bylo nejvyšší množství, které jsme byli schopni podat jako bolus. Protinádorovou aktivitu jsme testovali na modelu lymfomu EL4 a oba konjugáty byly účinnější než volné léčivo s tím, že hvězdicový konjugát předčil konjugát lineární. Mimoto jsme se také zabývali výzkumem vazebné a terapeutické aktivity směrovaného konjugátu skládajícího se z HPMA kopolymeru nesoucího pirarubicin a rekombinantní scFv fragment B1 protilátky rozpoznávající buňky BCL1 leukemie nekovalentně navázaného na konjugát prostřednictvím interakce mezi dvěma komplementárními peptidy (VAALKEK)4/(VAALEKE)4 nebo IAALKSKIAALKSE-(IAALKSK)2/(IAALESE)2- IAALESKIAALESE (zkráceně KSK/ESE nebo KEK/EKE). Prokázali jsme, že směrovaný konjugát vykazuje vyšší protinádorovou aktivitu než nesměrovaný konjugát, respektive volný pirarubicin. Porovnali jsme dva odlišné páry komplementárních peptidů a zjistili jsme, že konjugát nesoucí KSK a ESE peptidy vykazuje 4krát lepší vazebnou aktivitu a 2krát vyšší cytotoxicitu in vitro než konjugát obsahující KEK a EKE peptidy. Naše výsledky objasňují vztah struktury, biologických a farmakologických vlastností konjugátů na bázi HPMA kopolymeru a mohou být aplikované pro další výzkum a vývoj nových protinádorových vysokomolekulárních léčiv nejen na bázi HPMA kopolymeru. 8  
Abstract v angličtině:
ABSTRACT In this study, we addressed the biological activity and pharmacological features of selected HPMA copolymer-based drug conjugates. We determined their cytostatic activity in vitro as well as toxicity in vivo and therapeutic effcicacy in mouse tumor models. Assessment of maximum tolerated dose (MTD) of two structurally different HPMA copolymer-based conjugates bearing doxorubicin (DOX) attached via pH-sensitive hydrazon bond (HPMA- DOXHYD) showed that high molecular weight non-degradable star HPMA-DOXHYD conjugate possesses relatively low MTD ~22.5 mg DOX/kg, while linear HPMA-DOXHYD has MTD ~85 mg DOX/kg. Thus, MTD of linear conjugate is 3.7 times higher than that of the star conjugate. Subsequently, we reported that linear conjugate proved to be more efficient in case of treatment of solid tumor EL4 lymphoma and star conjugate to be superior in case of BCL1 leukemia treatment. We also compared biological activity of star and linear HPMA copolymer-based conjugates bearing docetaxel (DTX) attached via pH-sensitive hydrazon bond (HPMA-DTXHYD). MTD of star conjugate (~160 mg DTX/kg) was proved to be 4 times higher than MTD od free DTX (40 mg/kg). We were not able to determine MTD of linear conjugate as it exceeded 200 mg DTX/kg (the highest soluble dose we were able to administer as a bolus). Anti-tumor activity of both conjugates was tested in EL4 lymphoma and they proved to be superior to free DTX given at the same dose, with star conjugate to be more potent than the linear one. Further, we have investigated binding and therapeutic activity of targeted conjugate composed of HPMA copolymer bearing pirarubicin and recombinant scFv fragment derived from BCL1 leukemia-specific B1 mAb non-covalently attached to conjugate via coiled-coil interaction of two complementary peptides (VAALKEK)4/(VAALEKE)4 or IAALKSKIAALKSE-(IAALKSK)2/(IAALESE)2-IAALESKIAALESE (abbreviated KEK/EKE or KSK/ESE, respectively). We proved that targeted conjugate exerts higher anti- tumor efficacy than non-targeted conjugate or free pirarubicin. Moreover, we compared two different pairs of complementary peptides and we showed that conjugate containing KSK and ESE peptides exerts 4 times better binding activity and 2 times higher cytotoxicity in vitro compared to conjugate containing KEK and EKE peptides. In conclusion, our findings shed a light on relationship of HPMA copolymer-based drug conjugates structure and their biological and pharmacological activities. These findings might be useful in design of novel anti-cancer HMW therapeutics not only those based on HPMA copolymer.   7  
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Barbora Dvořáková 10.59 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Barbora Dvořáková 112 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Barbora Dvořáková 96 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby doc. RNDr. Jan Černý, Ph.D. 151 kB