Reconocimiento Molecular de Análogos de Antígenos Tn como Base para el Diseño de Vacunas Terapéuticas contra el Cáncer

• Autores: Ismael Compañón Pérez
• Directores de la Tesis: Francisco Corzana López (dir. tes.), Alberto Avenoza Aznar (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de La Rioja ( España ) en 2020
• Idioma: español
• Número de páginas: 364
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Luis Asensio Alvarez (presid.), Javier Montenegro García (secret.), Ramón Hurtado Guerrero (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química por la Universidad de La Rioja
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Péptidos
    • Química orgánica
      • Estereoquímica y análisis conformacional
  • Ciencias de la vida
    • Inmunología
      • Antígenos
      • Anticuerpos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dialnet
• Resumen
  • español

    Las mucinas son una familia de glicoproteínas que se encuentran altamente expresadas en las células de los tejidos epiteliales. La característica principal de las mucinas es la presencia en su estructura de dominios ampliamente glicosilados constituidos por glicanos muy complejos. Estos se unen a la cadena peptídica a través de enlaces -O-glicosídicos con los residuos de treonina y serina, siendo el primer carbohidrato la N-acetilgalactosamina (GalNAc). En las células tumorales se producen cambios importantes en los patrones de glicosilación de la MUC1, lo cual va asociado a la exposición de determinados antígenos que se encuentran enmascarados en las moléculas presentes en las células sanas. Esta característica abre la posibilidad de su utilización como diana terapéutica ya que, mediante su incorporación en vacunas multicomponente, se consigue que el sistema inmune genere anticuerpos anti-MUC1.

    Por ello, el objetivo principal de esta tesis es el diseño de antígenos que presenten modificaciones capaces de mejorar la afinidad mostrada por los anticuerpos anti-MUC1 y que además poseen una mayor inmunogenicidad y resistencia a la hidrólisis enzimática.

    En este contexto, se ha desarrollado una metodología que permite la síntesis estereoselectiva de una amplia variedad de derivados de S-glicosilcisteína.Por otro lado, se han estudiado en detalle los elementos claves para el reconocimiento molecular de antígenos tipo MUC1 por el anticuerpo scFv-SM3, logrando explicar las diferencias encontrada en el reconocimiento de los antígenos Tn de Ser y Thr. Dichos estudios han motivado el diseño de rutas sintéticas que permiten la obtención de los building blocks de S-(α-D-GalNAc)-tiotreonina y Se-(α-D-GalNAc)- selenotreonina, los cuales son aptos para la incorporación en secuencias peptídicas mediante el empleo de la técnica de síntesis de péptidos en fase solida (SPPS). Además, se ha demostrado la capacidad como antígeno del péptido no natural que incorpora el aminoácido S-(α-D-GalNAc)-tiotreonina mediante la formulación de una vacuna terapéutica.

    Asimismo, se han efectuado una serie de colaboraciones con diversos grupos de investigación, a nivel nacional e internacional, que han tenido como objetivo la síntesis, purificación y caracterización de péptidos y glicopéptidos.

  • English

    Mucins are a family of glycoproteins that are highly expressed in epithelial tissue cells. The main characteristic of mucins is the presence in their structure of widely glycosylated domains featuring very complex glycans. These carbohydrates bind to the peptide backbone through -O-glycosidic bonds with threonine and serine residues, being the first carbohydrate N-acetylgalactosamine (GalNAc). Notably, significant changes in the glycosylation patterns of MUC1 occur in tumor cells, which is associated with the exposure of antigens that are masked in the molecules present in healthy tissues. This characteristic opens the possibility of using tumor-associated MUC1 as a therapeutic target. Its incorporation in multicomponent vaccines can result in a robust immune response able to generate anti-MUC1 antibodies.

    Therefore, the main objective of this thesis is the design of antigens that present structural modifications capable of improving the affinity shown by the anti-MUC1 antibodies and with high immunogenicity and resistance to enzymatic hydrolysis. In this context, a methodology has been developed that allows stereoselective synthesis of a wide variety of S-glycosylcysteine derivatives.

    On the other hand, the critical elements for the molecular recognition of MUC1 type antigens by scFv-SM3 antibody have been studied in detail, explaining the differences found in recognition of Ser and Thr Tn antigens. These studies have motivated the design of synthetic routes that allows obtaining the building blocks of S-(α-D-GalNAc)-thiothreonine and Se-(α-D-GalNAc)- selenothreonine, which are ready-to-use in solid-phase peptide synthesis technique (SPPS). Moreover, it has been possible to demonstrate the capacity as the antigen of the unnatural peptide that incorporates the amino acid S-(α-D-GalNAc)-thiothreonine by formulating a therapeutic vaccine.

    Besides, a series of collaborations have been made with various research groups, nationally and internationally, to perform synthesis, purification and characterization of several peptides and glycopeptides.