Development and use of a polymer-based antibody mimetic for specific targeting of fibroblast activation protein

Fibroblast activation protein (FAP) is a serine protease which is associated with cancer and recently also with other diseases such as rheumatoid arthritis or liver cirrhosis. Increased expression of FAP was observed in more than 90 % of epithelial cancers in contrast to its minimal expression levels in healthy tissues. FAP therefore represents a potential target for anti-cancer treatment as well as a diagnostic marker for various other diseases. In order to accomplish inhibition of FAP, a series of inhibitors was developed. The essential property of the inhibitors is their selectivity against dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV), a homologue of FAP, which is expressed in majority of healthy tissues. This diploma thesis describes a novel research tool for characterization of FAP - a polymer conjugate containing FAP inhibitor as a targeting ligand, fluorophore for the visualization of the conjugate and biotin for its immobilization. The polymer conjugate functions as an antibody mimetic, which can be used in a variety of biochemical methods for detection, visualization and specific targeting of FAP. This study shows that the polymer conjugate selectively and effectively inhibits FAP with more than three orders of magnitude difference of the inhibition constant in comparison to DPP-IV. At the same time,...Fibroblastový aktivační protein (FAP) je serinová proteasa studovaná v souvislosti především s nádorovými onemocněními, ale poměrně nově také s dalšími chorobami, jako je například revmatoidní artritida nebo cirhóza jater. Zvýšená exprese FAP byla zaznamenána ve více než 90 % epiteliálních nádorů, zatímco ve zdravé tkáni je jeho exprese minimální. Z tohoto důvodu se FAP řadí mezi potenciální cíle protinádorové léčby, a pro jeho roli v dalších onemocněních také mezi možné diagnostické markery. Za účelem inhibice FAP byla vyvinuta série inhibitorů, jejichž důležitou vlastností je jejich selektivita vůči dipeptidylpeptidase IV (DPP-IV), homologu FAP, která je exprimována ve většině zdravých tkání. Tato diplomová práce představuje nový nástroj pro studium FAP - polymerní konjugát obsahující inhibitor FAP jako cílící ligand, dále pak fluorofor pro vizualizaci konjugátu a biotin pro jeho imobilizaci. Polymerní konjugát jako tzv. protilátkové mimetikum umožňuje široké využití v in vitro metodách pro detekci, vizualizaci a specifické cílení FAP. V práci je ukázáno, že polymerní konjugát selektivně a účinně inhibuje FAP, s více než třířádovým rozdílem inhibiční konstanty ve srovnání s DPP-IV. Zároveň byl tento konjugát otestován v několika in vitro metodách. S pomocí anti-FAP konjugátu byl FAP úspěšně...Katedra buněčné biologieDepartment of Cell BiologyFaculty of SciencePřírodovědecká fakult