بهينه‌سازي ساختار نانو بادي‌هاي به‌دست‌آمده از كتابخانه فاژي عليه دمين NTR-DR5 از طريق داكينگ

Optimization of Phage Display-Selected Nanobodiesʹʹ

مقدمه: آنتي‌بادي‌ها نقش مهمي در ايمونوتراپي، پژوهش‌هاي بنيادي و فرآيندهاي صنعتي بازي مي‌كنند. مطالعه ميان كنش بين كمپلكس‌هاي آنتي بادي-آنتي ژن از اهميت خاصي براي درك عملكرد آن‌ها برخوردار است. از اين اطلاعات مي‌توان در جهت بهينه‌سازي آنتي‌بادي‌هاي موجود و طراحي منطقي آنتي‌بادي‌هاي جديد، به‌منظور درمان و كاربردهاي بيوتكنولوژي همچون حسگرهاي زيستي بهره برد. امروزه مهندسي آنتي‌بادي به‌طور گسترده‌اي در زمينه‌هاي مختلف ازجمله پزشكي، علوم جنايي، نظامي و صنايع دفاعي كاربرد دارد. طراحي چنين آنتي‌بادي‌هايي كار چالش‌برانگيزي است. داكينگ روش محاسباتي است كه مي‌تواند كنفورماسيون يك ساختار كمپلكس (به‌طور مثال آنتي بادي-آنتي ژن) را از اجزاي آن پيش‌بيني مي‌كند. اعتبار سنجي آنتي‌بادي طراحي‌شده توسط ابزار داكينگ انجام مي‌شود. مواد و روش‌ها: در اين تحقيق، از نانو بادي‌هاي مستعد عليه گيرنده مرگ 5 (DR5) كه قبلاً از طريق تكنيك نمايش فاژي انتخاب‌شده بودند براي مدل‌سازي، داكينگ و طراحي جهش‌ها استفاده شد. براي طراحي و اعتبار سنجي VHH هايي كه نسبت به DR5 تمايل اتصالي بهتري داشته باشند، بر پايه نتايج آزمايشگاهي، از پيش‌بيني ساختار كمپلكس VHH-DR5 توسط داكينگ استفاده شد. يافته‌ها: با آناليز مدل‌هاي به‌دست‌آمده، چندين نانو بادي جهش‌يافته طراحي شد كه به شيوه‌اي قابل پيش‌بيني ويژگي‌هايشان، مخصوصاً قابليت اتصالشان به DR5، بهبوديافته بود. نتيجه‌گيري: اين نانو بادي‌هاي طراحي‌شده با توجه به جايگاه اتصالشان روي DR5 مي‌توانند كانديداهاي مناسبي براي راه‌اندازي آپوپتوز در سلول‌هاي سرطاني متفاوت باشند.

Background: Antibodies play a major role in the immunotherapy, basic researches and industrial processes. Studying interactions between antibody-antigen complexes is important to know how they function that helps to improve their properties and to design new better antibodies through rational engineering for therapeutic or biotechnological applications, including the production of biosensors. Nowadays, Antibody Engineering is widely used in many fields such as medicine, criminal sciences, military, defense industries, etc. Designing antibodies with desired properties are a challenging task. Computational docking is the method of predicting the conformation of a complex structure (such as antibody-antigen) from its separated elements. The validation of designed antibodies is carried out by docking tools. Materials and Methods: In this study, some potent nanobodies against death receptor5 (DR5) which had been selected using phage display technique, were modeled and docked with their antigen, then were mutated to improve their binding affinity. Based on the experimental results, docking structural prediction of DR5-VHH complex was used for designing and validation of VHHs with higher affinity for binding to DR5 receptor. Results: By analysis of the models, several mutants of nanobodies were designed, and their properties improved in a predictable manner especially for their binding ability to DR5. Conclusion: The designed nanobodies, considering their binding site on DR5, could be potential candidates to trigger apoptosis in various cancer cells.