De synthese en toepassing van nieuwe activity-based probes voor het visualiseren van cysteine proteasen.

Proteasen zijn enzymen die andere eiwitten knippen door de hydrolyse van de peptide bindingen te katalyseren. Proteasen zijn aanwezig in vrijwel elk organisme op aarde, en spelen een belangrijke rol in vele biologische processen en verschillende ziektes. Bijvoorbeeld, cathepsines, een klasse van cysteïne proteasen, zijn opgereguleerd in verschillende soorten kanker. Hierdoor kunnen ze functioneren als biomarker en gebruikt worden om tumoren te labelen en zo te visualiseren. 

Een uitstekende methode om proteasen te detecteren is het gebruik van activity-based probes (ABP). Deze probes kunnen proteasen visualiseren in een biologische omgeving en maken gedetailleerde biochemische analyse van de doelwitten na visualisatie mogelijk. Het probleem met de bestaande ABPs is dat ze gewoonlijk optische probes zijn, waardoor ze minder goed bruikbaar zijn in in vivo modellen. In mijn project zal ik nieuwe methode ontwikkelen om actieve cysteine proteasen te visualiseren met behulp van F-MRI. Ik zal ABPs ontwerpen en synthetiseren die na het binden met hun doelwit, cathepsines, een F-MRI signaal afgeven. Deze probes zullen getest worden in een 3D multi-cellulair systeem met behulp van F-NMR. Na succesvolle in vitro experimenten zullen de probes worden getest in een in vivo tumor model.

Om te bewijzen dat deze aanpak op meerdere modellen kan worden toegepast, zal ik caspases nemen als tweede doelwit. Veel van de huidige kankerbehandelingen werken door inductie van apoptose. De activatie van caspases is een downstream proces in apoptose, en kan hierdoor gebruikt worden om de werkzaamheid van kankerbehandelingen in cellijnen en, mits succesvol, in een muismodel.