In-sılıco modelleme teknikleri kullanılarak anti-CD20 nanobody dizaynı
Design of an anti-CD20 nanobody using in silico modeling techniques
- Tez No: 989799
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPER YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda başta hematolojik kanserlerde kullanılmak üzere geliştirilen kimerik antijen reseptörü (CAR)-T hücre terapisi çığır açan bir tedavi olmuştur. Bu tedavi, B hücreli Non-Hodgkin lenfomalarda (NHL), B hücrelerinin yüzeyinde yüksek oranda ifade edilen ve bir transmembran proteini olan CD20'yi hedefleyerek, geleneksel monoklonal antikorların (mAb) yapısında bulunan tek zincir değişken parçası (single chain variable fragman=scFv) ile inhibe edecek şekilde tasarlanmıştır. Mevcutta bu malign türe karşı tedavi amacıyla kullanılan anti-CD20 CAR-T yapılarındaki monoklonal antikor kaynaklı scFv dizileri tedaviyi başarılı kılsa da, dizilerin moleküler ağırlığının yüksek olması, dokuya kısıtlı penetrasyonu ve yüksek immünojenite gibi dezavantajları nedeniyle tedavinin başarısını düşürmektedir. Bundan dolayı yakın zamanda yapılan deneysel araştırmalarda, geleneksel mAb'lerin scFv'lerine alternatif olarak, yüksek doku geçişine, antijene bağlanmada yüksek spesifiteye, düşük immünojeniteye ve daha az moleküler ağırlığa sahip olan aynı zamanda devegillerden elde edilen nanobodyler (Nb'ler) ön plana çıkmıştır. Bu tez çalışmasında, in silico modelleme teknikleri kullanılarak CD20 antijenine karşı yüksek bağlanma affinitesine sahip olan ve CAR yapısında kullanmak için bir Nb dizayn edilmesi amaçlanmıştır. Yapılan kapsamlı literatür taramaları sonucunda belirlenen 22 adet anti-CD20 nanobody dizilerinin 3 boyutlu yapısı çeşitli algoritmalar kullanılarak oluşturuldu ve CD20 antijeniyle yapılan moleküler doking çalışmaları sonucunda en ideal nanobody dizisi belirlendi. Kullanılacak Nb'nin belirlenmesinden sonra CD20 antijenine bağlanma kuvvetini artırmak amacıyla nanobodye ait bağlanma bölgeleri üzerinde genetik mutasyonlar yapılarak optimize edilmiş bir anti-CD20 yapısı oluşturuldu. Elde edilen mutant Nb'nin doking çalışmalarıyla oldukça iyi bir bağlanma enerjisine sahip olduğu ve moleküler dinamik (MD) similasyon ile stabil kaldığı gösterildi. Bu çalışma, nanobody-CAR tasarımı için kullanılmakta olan in silico modelleme tekniklerini güçlendirecek bilimsel altyapı oluşturarak hesaplamalı ve deneysel yöntemler arasında köprü oluşturmaktadır. Alınan sonuçlar, yapıların in silico tahminlerden in vitro doğrulamaya ve in vivo preklinik değerlendirmelere geçişini hızlandırabilecek temel çerçeve ve tasarım stratejileri sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In recent years, chimeric antigen receptor (CAR)-T cell therapy, developed primarily for use in hematological cancers, has become a groundbreaking treatment. This therapy is designed to target CD20, a transmembrane protein highly expressed on the surface of B cells in B-cell Non-Hodgkin lymphomas (NHL), and inhibit it with the single chain variable fragment (scFv) found in the structure of conventional monoclonal antibodies (mAbs). Although mAb-derived scFv sequences in anti-CD20 CAR-T structures currently used for the treatment of this malignant type make the therapy successful, disadvantages such as high molecular weight of the sequences, limited tissue penetration, and high immunogenicity reduce the success of the treatment. Therefore, in recent experimental studies, nanobodies (Nbs) obtained from camelids, which possess high tissue penetration, high specificity in antigen binding, low immunogenicity, and lower molecular weight, have come to the forefront as alternatives to scFvs of conventional mAbs. In this thesis study, it was aimed to design a Nb with high binding affinity against CD20 antigen for use in the structure of CAR using in silico modeling techniques. The three-dimensional structures of 22 anti-CD20 nanobody sequences identified as a result of comprehensive literature reviews were generated using various algorithms, and the most ideal nanobody sequence was determined as a result of molecular docking studies with CD20 antigen. After determining the Nb to be used, an optimized anti-CD20 structure was created by performing genetic mutations on the binding regions of the nanobody in order to increase the binding strength to CD20 antigen. It was shown that the obtained mutant Nb possessed very good binding energy through docking studies and remained stable in molecular dynamics (MD) simulation. This study creates a bridge between computational and experimental methods by establishing a scientific infrastructure that will strengthen the in silico modeling techniques used for nanobody-CAR design. The obtained results provide a basic framework and design strategies that can accelerate the transition of structures from in silico predictions to in vitro validation and in vivo preclinical evaluations.
Benzer Tezler
- Investigation of the mechanisms of hERG1 blocker toxins as anti-cancer agent with molecular modeling techniques
Anti kanser ajan olarak hERG1 bloker toksinlerin etkime mekanizmalarının moleküler modelleme teknikleri ile incelenmesi
BERİL ÇOLAK GÜNAY
Doktora
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE YURTSEVER
PROF. DR. SERDAR DURDAĞI
- A study on RNA and protein effectors of transcription factor activity and gene expression
Transkripsiyon faktörü aktivitesi ve gen ifadesinde RNA ve protein etkenleri üzerine bir çalışma
AYŞE DERYA CAVGA
Doktora
İngilizce
2019
BiyolojiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA ÖZLEM KESKİN ÖZKAYA
PROF. DR. ATTİLA GÜRSOY
- Novel cochlear electrode array development using microfabrication techniques
Mikrofabrikasyon teknikleri kullanılarak yenilikçi koklear elektrot dizini geliştirilmesi
GÜLÇİN ŞEFİYE AŞKIN
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER
- Bilgisayar destekli ilaç tasarımı yöntemleri kullanılarak G protein-bağlı reseptörler için aday ilaç molekülleri tahmin ve tasarım çalışması
Prediction and design study of candidate drug molecules for G protein-coupled receptors using computer aided drug design methods
SELİNAY DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikTrakya ÜniversitesiGenetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜZİN TUNCA ALPARSLAN
- Hemodynamic characterization of heart and venous valves based on multi-phase blood flow and FSI modelling
Çok fazlı kan akışı ve FSI modellemesine dayalı kalp ve venöz kapakçıkların hemodinamik karakterizasyonu
REZA DARYANI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÇELEBİ