Please use this identifier to cite or link to this item:
https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/68838
DESENVOLVIMENTO DE UM ANTICORPO NÃO-COMPETITIVO PARA A PROTEÍNA DE MORTE CELULAR PROGRAMADA 1 DE HOMO SAPIENS (HSPD-1) POR MEIO DE MÉTODOS COMPUTACIONAIS
Anticorpo
Inibidor de checkpoint imunológico
Simulação de dinâmica molecular
Anticorpos
Inibidores de Checkpoint Imunológico
Simulação de Dinâmica Molecular
Simulação de Acoplamento Molecular
Gaieta, Eduardo Menezes | Date Issued:
2024
Alternative title
Development of a non-competitive antibody to Homo sapiens programmed cell death protein 1 (HsPD-1) using computational methodsAuthor
Advisor
Co-advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Biologia Computacional e Sistemas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A via da Proteína de Morte Celular Programada 1 (PD-1) e seu Ligante 1 (PD-L1) tem sido identificada como um alvo terapêutico significativo, uma vez que a sua inibição, principalmente por meio de anticorpos monoclonais, desencadeia uma resposta imunológica anticâncer. Nesse contexto, os anticorpos monoclonais têm se destacado como agentes terapêuticos eficazes no tratamento do câncer. Até o momento, sete anticorpos monoclonais foram aprovados pelo FDA para a inibição dessa via específica. No entanto, todos esses inibem pela competição do sítio ativo e apresentam alguns efeitos colaterais indesejados. Diante desse contexto foi proposto por meio de metodologias computacionais desenvolver e propor um novo anticorpo anti-PD1 não competitivo que se ligue a uma região da PD-1 diferente das já utilizada pelos anticorpos atuais. Para isso, foi construído um conjunto de dados de anticorpos naives com estrutura e sequências diversas que serviram como ponto de partida para o processo de triagem por meio de docking molecular. A seleção das melhores poses foi realizada usando funções de pontuação, auxiliada com dinâmica molecular com platôs de temperatura. A pose candidata foi maturada por meio de mutação sítio-dirigida, resultando em um anticorpo com alta estabilidade na região de interesse, confirmada por simulações de dinâmica molecular convencional extensas. A análise via PCA revelou que o anticorpo estabilizou a alça C'D na conformação desejada, a conformação fechada. Esses resultados abrem perspectivas para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas que visam modular a resposta imune pela PD-1.
Abstract
The Programmed Cell Death Protein 1 (PD-1) and its Ligand 1 (PD-L1) pathway has been identified as a significant therapeutic target, because its inhibition, mainly through monoclonal antibodies, triggers an anticancer immune response. In this context, monoclonal antibodies have emerged as effective therapeutic agents for cancer treatment. To date, seven monoclonal antibodies have been approved by the FDA for inhibition of this specific pathway. However, all of these compounds are inhibited by competition for the active site and have undesirable side effects. In this context, using computational methodologies, it was proposed to develop a new non-competitive anti-PD1 antibody that binds to a region of PD-1, different from those already used by current antibodies. To this end, a dataset of naïve antibodies with diverse structures and sequences was constructed, which served as the starting point for the screening process through molecular docking. Selection of the best poses was performed using scoring functions aided by heated molecular dynamics. The candidate pose was matured through site-directed mutation, resulting in an antibody with high stability in the region of interest, as confirmed by extensive conventional molecular dynamics simulations. PCA analysis revealed that the antibody stabilized the C'D loop in the desired closed conformation. These results open new perspectives for the development of therapeutic strategies that aim to modulate the immune response through PD-1.
Keywords in Portuguese
PD-1Anticorpo
Inibidor de checkpoint imunológico
Simulação de dinâmica molecular
DeCS
Receptor de Morte Celular Programada 1Anticorpos
Inibidores de Checkpoint Imunológico
Simulação de Dinâmica Molecular
Simulação de Acoplamento Molecular
Share