Enflamasyon belirteci kalprotektine (açık mavi) bağlı 18 amino asitli peptitin (kırmızı) X-ışını yapısı. Yanal akışlı bir kaset gösterilmektedir. Kredi: Christian Heinis (EPFL)/Joëlle Jourdan (BÜHLMANN AG)
BÜHLMANN ve EPFL’den bilim adamları, teşhis ve izleme için çok önemli olan kalprotektin proteinini saptamak için antikorlara alternatif olarak peptidler geliştirdiler inflamatuar bozukluklar. Bu peptitler, kalprotektinin teşhis gücünü artırarak, biyobelirteç tespiti için daha doğru, kararlı ve uygun maliyetli bir yol sunar. Bu buluşu pratik bir teşhis ürününe dönüştürmek için daha fazla test yapılıyor.
Ülseratif kolit ve Crohn hastalığı gibi yaygın inflamatuar bozukluklar, dışkı örneklerinde kalprotektin proteini ölçülerek teşhis edilebilir veya izlenebilir, serum seviyeleri ise romatoid artritte inflamasyon durumunu izlemek için kalprotektin kullanılabilir. Hasta numunelerindeki kalprotektin konsantrasyonları tipik olarak proteini bağlayan ve saptayan antikorlar kullanılarak belirlenir, örn. artık çok tanıdık ev tipi COVID-19 test kitleri gibi yanal akış testlerinde.
Ancak antikor bazlı kalprotektin testleriyle ilgili bir sorun vardır: sonuçlar, kullanılan antikorun ve testin türüne bağlı olarak değişebilir . Bunun nedeni, antikorların protein üzerindeki farklı bölgelere bağlanabilmesi veya tek tip bir bileşime sahip olmayabilmesidir. Antikorlar ayrıca açılma veya çökelme nedeniyle zamanla etkisiz hale gelebilir.
Kalprotektin için bir yanal akış testi. Kredi: Christian Heinis (EPFL)/Joëlle Jourdan (BÜHLMANN AG)
Kalprotektin gibi hastalık belirteçlerini saptamak ve ölçmek için antikorlar yerine peptidler kullanmak olası bir çözümdür. Peptitler, proteinlere yüksek afinite ve seçicilikle bağlanabilen, ancak antikorların aksine, kimyasal olarak yüksek saflıkta ve homojenlikte üretilebilen 50’ye kadar amino asitlik dizilerdir. Ek olarak, peptidler zaman içinde kararlıdır, antikorlardan daha ucuza üretilirler ve partiler arası değişkenliği daha düşüktür ve bir yüzey üzerinde belirli bir konuma eklenebilirler, bu da daha doğru ve kontrollü bir ölçüme izin verdiği için tanı testi geliştirmeyi önemli ölçüde basitleştirir. biyobelirteçleri tespit etmenin bir yolu.
Bu fikirle, teşhis şirketi BÜHLMANN‘in CTO’su Christian Gerhold, peptitlere dayalı insan kalprotektin ligandları geliştirmek için EPFL’de Profesör Christian Heinis grubuyla birlikte çalıştı. 500 milyardan fazla farklı peptitten oluşan bir kütüphaneden, Heinis’in grubunda doktora sonrası araştırmacı olan Cristina Diaz-Perlas, birkaç kalprotektin bağlayıcı izole etti ve peptitlerin basitleştirilmiş yanal akış analizlerinde kalprotektin ölçümü için uygun olduğunu gösterdi. En iyi peptidin ayrışma sabiti 26 nM’dir; bu, kalprotektini ne kadar sıkı bağladığının bir ölçüsüdür, bu da onu teşhis testleri için iyi bir aday yapar.
Peptit yalnızca kalprotektinin geniş bir yüzey bölgesine değil, aynı zamanda hasta numunelerinde ilgili tür olan özel bir kalprotektin formu. BÜHLMANN’dan Benjamin Ricken’in rehberliğinde, peptit nihayet profesyonelce monte edilmiş yanal akış kasetlerinde test edildi ve kalprotektinin doğru tespiti ve miktarının belirlenmesi için uygun olduğu bulundu. Kavram kanıtlama çalışmasında bu kurulum, hasta kan örneklerinden elde edilen serumdaki kalprotektin konsantrasyonunu ölçmek için kullanıldı.
Geliştirilen peptit, kalprotektin biyobelirteçine karşı üretilebilen ilk sentetik afinite reaktifidir. . Christian, “EPFL ve BÜHLMANN ekipleri şu anda kalprotektine özgü peptit ile daha fazla test gerçekleştirerek tahlili, giderek daha önemli hale gelen bu biyobelirteçlerin tanısal gücünü enflamatuar hastalıklardan mustarip hastalara yardımcı olacak yeni bir düzeye taşıyabilecek bir ürüne dönüştürüyor” diyor Christian. Heinis.
Christian Gerhold şunları ekliyor: “Bu işbirliği, BÜHLMANN’in biyobelirteç üretme ve işleme konusundaki bilgi birikiminden ve EPFL ekibinin faj gösterimi yoluyla büyük bir kombinasyonel peptid kitaplıkları oluşturma ve tarama konusundaki uzmanlığından büyük ölçüde yararlandı.”
Referans: Cristina Díaz-Perlas, Benjamin Ricken, Lluc Farrera-Soler, Dmitrii Guschin, Florence Pojer, Kelvin Lau, Christian-Benedikt Gerhold tarafından yazılan “Kalprotektine karşı geliştirilen yüksek afiniteli peptidler ve bunların teşhis tahlillerinde sentetik ligandlar olarak uygulamaları” , Christian Heinis, 17 Mayıs 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-38075-7
Finansman: Innosuisse – Schweizerische Agentur für Innovationsförderung