Modeling studies of peptides application in drug deliver systems

Μπαριάμη, Σοφία; Bariami, Sofia

dc.contributor.author	Μπαριάμη, Σοφία	el
dc.contributor.author	Bariami, Sofia	en
dc.date.accessioned	2019-05-13T07:46:33Z
dc.date.available	2019-05-13T07:46:33Z
dc.date.issued	2019-05-13
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48684
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8859
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Εφαρμοσμένες Μαθηματικές Επιστήμες”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μοριακή Προσομοίωση	el
dc.subject	Drug Delivery Systems	en
dc.subject	Sanofi	en
dc.subject	Molecular Dynamics	en
dc.subject	Μοριακή Δυναμική	el
dc.subject	Συστήματα Μεταφοράς Φαρμάκων Στο Ανθρώπινο Σώμα	el
dc.title	Modeling studies of peptides application in drug deliver systems	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	ΜΟΡΙΑΚΗ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/8a4e0d84a18f5c12d177a4f25f30578f881b9e2e
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-08-25
heal.abstract	Drug delivery systems provide the ability to speci cally target where a drug is released in the body and the rate at which it gets released. This ability bene ts patients in multiple ways. A targeted drug delivery system can allow doctors to transport medicine to an exact location in the body, a cancerous tumor, for example, while minimizing or even eliminating systemic side e ects and damage to tissues surrounding the treatment site. Targeted delivery can also help ensure the medicine reaches the area where it is needed without any degradation that might occur if it has to pass through bodily systems like the digestive tract or circulatory system. Peptides with tailored functionalities are to be used as drug delivery carriers. In this thesis I focus on the study of the interaction of cell penetrating peptides (CPPs) with the cell membrane, modeled as a lipid bilayer, in an e ort to understand the mechanisms of this interaction. It is a fact that the clinical use of e cient therapeutic agents is often limited by the poor permeability of the biological membranes. Since many therapeutics must be found in the cell interior to be activated, crossing the membrane is essential. A very e ective class of transporters harnessed for this purpose are the cell penetrating peptides. These are short amphipathic peptides that have been intensively studied during the last two decades. Using Pep-1, a CPP that adopts di erent secondary structures depending on its environment, I built three di erent systems that were studied in order to observe how these peptides act, if they form aggregates and whether they penetrate the cell membrane. The study was carried out using atomistic modelling that provides us detailed information about our system of interest. To summarize, the goal of this thesis is to use Molecular Dynamics to study the speci c drug delivery system. I demonstrate that atomistic models can be successfully used to get insights of the aggregation mechanisms and the way this biological system functions. The work that is done in this thesis is preliminary. A natural future extension of this work will be to use more complex systems that contain small drug molecules, like peptides and m-RNA. Then, by studying these upgraded systems we will acquire new knowledge about membrane permeability, a crucial factor that is a key in the design of e cient delivery of therapeutic agents.	en
heal.abstract	Τα συστήματα διανομής φαρμάκων παρέχουν τη δυνατότητα να στοχεύουν ειδικά όπου απελευθερώνεται ένα φάρμακο στο σώμα και ο ρυθμός με τον οποίο απελευθερώνεται. Αυτή η δυνατότητα ωφελεί τους ασθενείς με πολλούς τρόπους. ΄Ενα στοχευμένο σύστημα χορήγησης φαρμάκων μπορεί να επιτρέψει στους γιατρούς να μεταφέρουν φάρμακο σε ακριβή θέση στο σώμα, έναν καρκινικό όγκο, για παράδειγμα, ελαχιστοποιώντας ή και εξαλείφοντας συστηματικές παρενέργειες και βλάβες σε ιστούς που περιβάλλουν τον τόπο θεραπείας. Η στοχοθετημένη παράδοση μπορεί επίσης να βοηθήσει να διασφαλιστεί ότι το φάρμακο φθάνει στην περιοχή όπου χρειάζεται χωρίς καμία υποβάθμιση που μπορεί να συμβεί εάν πρέπει να περάσει από σωματικά συστήματα όπως το πεπτικό σύστημα ή το κυκλοφορικό σύστημα. Τα πεπτίδια με προσαρμοσμένες λειτουργικότητες πρόκειται να χρησιμοποιηθούν ως φορείς μεταφοράς φαρμάκων. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία εστιάζομαι στη μελέτη της αλληλεπίδρασης των πεπτιδίων διείσδυσης κυττάρων (CPPs) με την κυτταρική μεμβράνη, διαμορφωμένη ως λιπιδική διπλοστοιβάδα, σε μια προσπάθεια κατανόησης των μηχανισμών αυτής της αλληλεπίδρασης. Είναι γεγονός ότι η κλινική χρήση αποτελεσματικών θεραπευτικών παραγόντων περιορίζεται συχνά από την κακή διαπερατότητα των βιολογικών μεμβρανών. Επειδή πρέπει να βρεθούν πολλά θεραπευτικά μέσα στο εσωτερικό του κυττάρου, η διέλευση της μεμβράνης είναι απαραίτητη. Μια πολύ αποτελεσματική κατηγορία μεταφορέων που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό είναι τα πεπτίδια διείσδυσης κυττάρων. Αυτά είναι σύντομα αμφιπαθητικά πεπτίδια που έχουν μελετηθεί εντατικά κατά τη διάρκεια των τελευταίων δύο δεκαετιών. Χρησιμοποιώντας το Pep-1, ένα CPP που υιοθετεί διαφορετικές δευτερογενείς δομές ανάλογα με το περιβάλλον του, δημιουργήσαμε τρία διαφορετικά συστήματα που μελετήθηκαν για να εξετάσουμε πώς αυτά τα πεπτίδια δρουν, αν σχηματίζουν συσσωματώματα και αν διεισδύουν στη μεμβράνη των κυττάρων. Η μελέτη διεξήχθη με χρήση ατομικής μοντελοποίησης που μας παρέχει λεπτομερείς πληροφορίες για το σύστημα που μας ενδιαφέρει. Συνοψίζοντας, ο στόχος αυτής της εργασίας είναι η χρήση της Μοριακής Δυναμικής για τη μελέτη του συγκεκριμένου συστήματος χορήγησης φαρμάκων. Δείχνουμε ότι τα ατομικά μοντέλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν με επιτυχία για να καταλάβουμε τους μηχανισμούς συσσωμάτωσης και τον τρόπο λειτουργίας του βιολογικού αυτού συστήματος. Η δουλεία που πραγματοποιείται σε αυτή τη διατριβή είναι προκαταρκτική. Μια φυσική μελλοντική επέκταση αυτής της εργασίας θα είναι η χρήση πιο πολύπλοκων συστημάτων που περιέχουν μικρά μόρια φαρμάκων, όπως πεπτίδια και m-RNA. Στη συνέχεια, μελετώντας αυτά τα αναβαθμισμένα συστήματα, θα αποκτήσουμε νέες γνώσεις σχετικά με τη διαπερατότητα των μεμβρανών, έναν κρίσιμο παράγοντα που είναι ένα κλειδί στο σχεδιασμό αποτελεσματικής παροχής θεραπευτικών παραγόντων.	el
heal.sponsor	Sanofi	en
heal.advisorName	Γκέκα, Παρασκευή	el
heal.advisorName	Θεοδώρου, Θεόδωρος	el
heal.committeeMemberName	Χρυσαφίνος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Θεοδώρου, Θεόδωρος	el
heal.committeeMemberName	Κολέτσος, Γιάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	86 σ.
heal.fullTextAvailability	true