Identificazione di sequenze peptidiche per il riconoscimento di vescicole cellulari

In recent years, extracellular vesicles have been a field of research of considerable interest, especially after new discoveries demonstrated their great potential for application in clinical settings. Indeed, such structures present themselves as promising biomarkers with prognostic and diagnostic purposes.The main objective of this thesis is to identify peptide probes capable of recognizing and binding to the membrane of extracellular vesicles. These amino acid chains were created by mutating the nonapeptide sequence of bradykinin, identified in the literature as the "probe structure”. The adopted methodological approach is based on the analyses generated through molecular dynamics tools that allowed us to obtain both the "coarse-grain" model of the various nonapeptides and the computational model of the membrane structure. The analyses focuses on the peptide-membrane binding affinity and contact rate established during the duration of the simulations.Further investigation is required to validate the acquired results, as well as the development of advanced systems in order to produce more realistic representations of extravesicular membranes and peptide probes.

Negli ultimi anni le vescicole extracellulari hanno costituito un campo di ricerca di notevole interesse, specialmente dopo che le nuove scoperte ne hanno dimostrato il grande potenziale applicativo in contesti clinici. Tali strutture, infatti, si presentano come promettenti biomarcatori con finalità prognostiche e diagnostiche. L'obiettivo principale di questo progetto di tesi è individuare sonde peptidiche capaci di riconoscere e legarsi alla membrana delle vescicole extracellulari. Queste catene amminoacidiche sono state create mutando la sequenza nonapeptidica della bradichinina, individuata in letteratura come “struttura sonda”. L'approccio metodologico adottato si basa su analisi generate attraverso tool di dinamica molecolare che hanno permesso di ottenere sia il modello coarse-grain dei vari nonapeptidi, sia un modello computazionale della struttura membranosa. Le analisi si concentrano sull’affinità di legame peptide-membrana e sulla percentuale di contatto stabilita durante la durata delle simulazioni. Ulteriori approfondimenti richiederanno la convalida dei risultati acquisiti, nonché lo sviluppo di sistemi avanzati al fine di produrre rappresentazioni più realistiche delle membrane extravescicolari e delle sonde peptidiche.