Nanoparticles to modulate topography and ligand distribution at the nanoscale: impact on cell behavior
Comprendre les interaccions entre cèl·lules i materials és un objectiu important pel desenvolupament d’estratègies en enginyeria de teixits, ja sigui pel tractament de malalties o per substituir teixits u òrgans. La interacció cèl·lula-matèria està dirigida per senyals bioquímics i mecànics provinen...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/689699 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/689699 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Nanopartícules Nanopartículas Nanoparticles Adhesió cel·lular Adhesión celular Cell adhesion Monocapas autoensambladas Monocapes autoensamblades Self-assembled monolayers Ciències Experimentals 547 |
| Sumario: | Comprendre les interaccions entre cèl·lules i materials és un objectiu important pel desenvolupament d’estratègies en enginyeria de teixits, ja sigui pel tractament de malalties o per substituir teixits u òrgans. La interacció cèl·lula-matèria està dirigida per senyals bioquímics i mecànics provinents de l’entorn, que han de ser transmesos a través de la membrana cel·lular. Entre aquests senyals, s’ha demostrat que la topografia i la distribució de lligands a la nanoescala són rellevants en biologia cel·lular. En aquesta feina s’ha fet servir una estratègia nanoarquitectònica, basada en autoassemblatge molecular, per a processar diferents tipus de nanopartícules orgàniques en superfícies, creant substrats biofuncionalitzats per millorar la comprensió i el control del comportament cel·lular. Les nanopartícules proteiques similars a cossos d’inclusió (IB-like pNPs) són agregats de proteïna produïts en bacteris. Aquests agregats presenten les característiques d’un material nanoparticulat que manté la funció de la proteïna original. Al capítol 2, els IB-like pNPs s’han fet servir per biofuncionalitzar i modular la topografia de superfícies a la nanoescala per controlar el comportament cel·lular. Específicament, les nanopartícules s’han unit covalentment a monocapes autoensamblades terminades en grups maleimida, aprofitant la reacció clic entre maleimida i tiol. A més, les nanopartícules s’han organitzats en patrons a la microescala mitjançant impressió de microcontacte, permetent guiar l’adhesió i morfologia cel·lulars. Els Quatsomes són nanovesícules lipídiques no liposomals, desenvolupades pel grup Nanomol-Bio, formades per l’autoassemblatge d’esterols i surfactants. Els Quatsomes presenten una alta homogeneïtat vesícula a vesícula, així com una gran estabilitat. A més, la seva membrana és fluida i permet la difusió lateral de molècules ancorades a la seva superfície. Al capítol 3, els Quatsomes s’han fet servir com a nanopartícules orgàniques per a modular la topografia i la distribució de lligands d’adhesió cel·lular a la nanoescala, millorant l’adhesió cel·lular depenent d’integrines. Específicament, Quatsomes decorats amb lligands d’adhesió cel·lular, pèptids RGD, han sigut ancorats covalentment a superfícies en estats de “quasi suspensió” a través de la interacció or-tiol. Aquestes noves superfícies nanoarquitectòniques han presentat una millora de les adhesions focals en comparació a superfícies convencionals amb lligands distribuïts homogèniament. Finalment, al capítol 4, els Quatsomes s’han estudiat com a candidats per a controlar la distribució de lligands a la nanoescala i afectar al comportament cel·lular en entorns 3D. Per tant, els Quatsomes han sigut integrats en hidrogels híbrids PEG-heparina per a fer-se servir com a nodes limfàtics artificials, amb l’objectiu de millorar la proliferació de cèl·lules immunes per a teràpies cel·lulars adoptives. En resum, la feina duta a terme en aquesta tesi ofereix noves possibilitats per controlar la topografia i distribució de lligands a la nanoescala utilitzant diferents nanopartícules orgàniques, millorant l’impacte en el comportament cel·lular en entorns 2D i 3D per a aplicacions de biologia cel·lular i enginyeria de teixits. |
|---|