Chemically modified Murine Polyomavirus-like particles and their interaction with Prostate-Specific Membrane Antigen (PSMA)

Abstract

Rakovina prostaty patří mezi nejčastější nádorová onemocnění u mužů a je tedy velká poptávka po cílené léčbě. V této diplomové práci popisuji využití Glutamát karboxypeptidázy II (GCPII) jako vhodného cíle pro možné cílení. GCPII je transmembránový protein, který internalizuje po navázání ligandu, a jeho exprese v nádorech prostaty je významně zvýšená. Virům-podobné částice z myšího polyomaviru (VLPs) jsou vhodným nosičem pro vizual- izaci a léčbu. Zde popisuji modifikace VLPs inhibitory GCPII a charakterizaci jejich vazby na GCPII pomocí povrchové plasmonové rezonance a vazby na buňky exprimující GCPII pomocí konfokální mikroskopie. VLPs s inhibitory GCPII vykazují specifickou vazbu GCPII na povrchové plasmonové re- zonanci, bohužel se tato specificita ztrácí při vazbě na buňky. Jedním přístupem, jak tuto ne- specifitu odstranit, byla substituce v BC smyčce kapsidového proteinu VP1 na vnějším povrchu VLPs, která by měla být spoluodpovědná za vazbu kyseliny sialové. Tato substituce však neomezila nespecifitu částic. Dalším testovaným přístupem bylo obalení VLPs velkými poly- mery nesoucími fluorescenční značku i inhibitor GCPII. Po obalení VLPs vykazovaly tyto čás- tice v předběžných experimentech specifickou vazbu a internalizaci v buňkách exprimujících GCPII. Tyto výsledky...

Prostate cancer is one of the most abundant types of cancer among men and the demand for a specific treatment is very high. In this thesis, I have focused on using Glutamate Carboxypepti- dase II (GCPII), as a target for a proof-of-principle delivery system. GCPII is a transmembrane protein that internalizes after a binding of a ligand and is overexpressed in prostate cancer. Virus-like particles from Murine polyomavirus (VLPs) are a suitable nanocarrier for the delivery of imaging agents and drugs. Here I describe modifying these VLPs with inhibitors of GCPII and fluorescent dyes and characterize their binding to GCPII on surface plasmon resonance and to cells expressing GCPII on confocal microscopy. VLPs carrying a GCPII inhibitor show specific binding to GCPII on surface plasmon reso- nance, however they bind non-specifically to cells that don't express GCPII. Several approaches have been tried to avoid that. The substitution of BC loop on the exterior surface of VLPs that is partially responsible for the binding of sialic acid did not seem to affect specificity on cells. Another approach tested was coating of the wild-type VLPs with large polymer carrying a flu- orescent label and a GCPII inhibitor. After the conjugation of the polymer to the VLP, specific binding and internalization in GCPII-positive...