Development of hydrophilic polymer conjugates and molecular probes as antibody mimetics for biomedical applications

Abstract

Recently developed synthetic polymer conjugates of N-(2-hydroxypropyl) methacrylamide (HPMA) in combination with low-molecular-weight ligands, called iBodies, alongside with small molecular probes, represent a promising alternative to conventional antibodies. iBodies constitute a novel class of antibody mimetics that target specific molecules through selective low-molecular- weight ligands. The biocompatible, stable, and easily modifiable HPMA polymer backbone can be designed and synthesized to target diverse molecules with known ligands, providing an extremely flexible platform with broad potential applications. An alternative targeting approach employs small probes based on polyethylene glycol (PEG) linkers conjugated with identical low-molecular- weight ligands. This dissertation thesis aims to explore the application of such polymer conjugates and probes as antibody mimetics in research, therapy, and diagnostics, with particular emphasis on cancer. The work focuses on selection of appropriate targets (tumor markers and relevant immune system receptors), identification or design of specific low-molecular-weight ligands for these target molecules, and their subsequent characterization using established in vitro methods from protein biochemistry and molecular biology. The ultimate goal is to...

Nedávno vyvinuté syntetické polymerní konjugáty N-(2-hydroxypropyl) methakrylamidu (HPMA) a nízkomolekulárních ligandů, takzvané iBodies, představují spolu s malými sondami nadějnou alternativu běžně používaných protilátek. iBodies reprezentují novou skupinu protilátkových mimetik, založených na cílení molekul pomocí specifických nízkomolekulárních ligandů. Tento biokompatibilní, stabilní a jednoduše chemicky modifikovatelný polymerní nosič může být navržen a syntetizován pro cílení nejrůznějších molekul se známým ligandem. iBodies jsou extrémně flexibilní platformou, která poskytuje mnoho potenciálních využití. Alternativním přístupem k cílení antigenů zájmu je pak použití malých sond založených na polyethylenglykolových (PEG) linkerech v kombinaci s týmiž nízkomolekulárními ligandy. Cílem disertační práce je hledání využití zmíněných polymerních konjugátů a sond jako protilátkových mimetik ve výzkumu, terapii a diagnostice, se zaměřením na nádorová onemocnění. Zejména pak na výběr vhodných cílů (nádorových markerů, vhodných receptorů imunitního systému), vyhledávání nebo návrh nízkomolekulárních ligandů těchto cílových molekul a jejich následnou detailní charakterizaci pomocí různorodých in vitro metod, běžně používaných v proteinové biochemii a molekulární biologii. Cílem projektu je vývoj...