Akademik Veri Yönetim Sistemi
Karadenizli A. (Yürütücü), Kasap M., Akpınar G., Uzuner H., Azak Karali E.
TÜBİTAK Uluslararası İkili İşbirliği Projesi, 2021 - 2024
ÖZET
Bu proje kapsamında, COVID-19 tedavisinde yaşanan zorluklar ve yetersizliklerden kazanılan deneyim nedeniyle farklı koronavirüsler arasında yüksek oranda korunmuş mekanizmaları hedef alan geniş spektrumlu tedavi stratejilerinin geliştirilmesi amaçlandı. Bu amaçla projede, SARS-CoV-2’ye karşı etkili TMPRSS2 ve Katepsin L (CatL) proteinlerini seçici olarak baskılayan moleküllerin keşfi, anti-Nsp10 antikor tabanlı PROTAC molekülü oluşturulması ve bunların tek tek ya da birlikte antiviral etkinliklerinin araştırılması hedeflendi. TMPRSS2 ve CatL ekspresyonunu aşağı regüle eden molekül adayları yüksek verimli tarama sistemi kullanılarak kütüphaneden araştırıldı. PROTAC oluşumu için gerekli anti-Nsp10 monoklonal antikorları hibridoma teknolojisi ile üretildi. Türk proje ortakları sorumlu oldukları; yüksek
oranda saf Nsp10 antijen ve monoklonal antikor üretimi ve bunların kalite ve miktarlarının değerlendirilmesi, tanımlanması, Balb/c farelerin immünizasyonu, hibridoma teknolojisi ile antikor üretimi, ön çalışmalarda anti viral etkili olduğu belirlenen moleküllerin virüsle enfekte
hücre kültürlerindeki antiviral etkilerini belirlemişlerdir. TMPRSS2 ve CatL proteazları seçici olarak aşağı düzenleyen küçük moleküllerden 12 tanesi Çinli partnerler tarafından laboratuvarımıza gönderildikten sonra bu moleküllerin farklı konsantrasyonlarının hem hücre
toksisitesi hem de HCoV-229E ve SARS-CoV-2 üzerindeki antiviral etkileri araştırıldı. Bu işlem öncesinde virüslerin üretilmesi, kantitasyonu, hücre hatlarında oluşturdukları toksisite belirlenmesi çalışmaları ile virüsün düzeyini saptamada qRT-PCR işlemleri gerçekleştirildi.
Türkiye’de antiviral etkinliği belirlenmiş olan iki adet potansiyel ilaç molekülü (SM2 ve SM10) için patent başvurusu Mart 2024 itibariyle Çin’de başlatıldı (Kurum Adı: China National Intellectual Property Administration, Başvuru numarası= 202410583161.1). Antikor temelli
PROTAC sentezi için iki adet anti-Nsp10 antikoru tarafımızdan üretilip, SPR çalışmalarıyla karakterize edildikten sonra Çin’e gönderilmesine rağmen proje ortaklarımız tarafından PROTAC sentezi gerçekleştirilemedi. Bu nedenle diğer bir iş paketi olan PROTAC ile ilişkili anti-viral etkilerin araştırılması ve sinerji testleri gerçekleştirilemedi. Bu projede Türk partnerlerle birlikte akademik kariyerinin başında olan bir doktora öğrencisi çalışmış ve proje bitimine yakın doktor ünvanını aldi. Her iki proje ortakları arasında antijen ve antikor üretimi,
küçük bileşik ilaç tarama ve PROTAC teknolojileri alanlarında bilgi ve beceri alışverişlerinde bulunulmuştur. Laboratuvarımızda uluslararası bir proje gerçekleştirme deneyimi kazanıldı. Proje hedefi olan SARS-CoV-2 ve diğer koronavirüslere karşı tedavide kullanılabilecek yeni
anti koronavirüs stratejisi kapsamında potansiyel iki küçük molekül tanımlandı.
ABSTRACT
This project aimed to develop broad-spectrum treatment strategies targeting highly conserved mechanisms among different coronaviruses due to the experience gained from the difficulties and inadequacies in the treatment of COVID-19. For this purpose, the project aimed to discover molecules that selectively suppress Tmprss2 and Cathepsin L proteins effective against SARS-CoV-2, to create an anti-Nsp10 antibody-based PROTAC molecule and to investigate their individual or combined antiviral activities. Molecule candidates that down-regulate TMPRSS2 and CatL expression were searched from the library using a high-throughput screening system. Anti-Nsp10 monoclonal antibodies required for PROTAC formation were produced by hybridoma technology. The Turkish project partners were responsible for the production of highly pure Nsp10 antigen, monoclonal antibodies and the evaluation and identification of their quality and quantity, immunisation of Balb/c mice, antibody production by hybridoma technology, determination of the antiviral effects of molecules determined to be antiviral in virus-infected cell cultures in preliminary studies. Twelve small molecules that selectively down-regulate TMPRSS2 and Cat L proteases were sent to our laboratory by Chinese partners to investigate both cell toxicity and antiviral effects of different concentrations of these molecules on HCoV-229E and SARS-CoV-2. Prior to this process, studies on the production and quantification of viruses, determination of their toxicity in cell lines and qRT PCR procedures to determine the level of the virus were carried out. Patent applications for two potential drug molecules (SM2 and SM10), whose antiviral activity has been determined in Türkiye, have been initiated on March 2024 in China (China National Intellectual Property Administration, Application number= 202410583161.1). Although two anti-Nsp10 antibodies for antibody-based PROTAC synthesis were produced by us and sent to China after being characterised by SPR studies, however PROTAC synthesis could not be performed by our project partners. Therefore, PROTAC-related tests of antiviral effects and synergy tests could not be performed. In this project, a PhD student at the beginning of his academic career worked with the Turkish partners and received her PhD degree near the end of the project. Both Project partners exchanged both knowledge and skills on antigen and antibody production, small compound drug screening and PROTAC technologies. In the light of all these data, two potential small molecules were identified within the scope of the new anti-coronavirus strategy that can be used in the treatment against SARS-CoV-2 and other coronaviruses.