Design of protein nanoparticles for cell targeting and blood brain barrier crossing
En estos últimos años, muchos nuevos materiales han sido involucrados en los campos de las nanotecnologías, y especialmente en nanomedicina. Las nanoparticulas formadas por proteínas son un ejemplo de bio-material que está atrayendo cada vez más la atención debido a sus características tanto biológi...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2015 |
| País: | España |
| Recursos: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:137916 |
| Acesso em linha: | https://ddd.uab.cat/record/137916 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Protein nanoparticle Targeting Boold brain barrier |
| Resumo: | En estos últimos años, muchos nuevos materiales han sido involucrados en los campos de las nanotecnologías, y especialmente en nanomedicina. Las nanoparticulas formadas por proteínas son un ejemplo de bio-material que está atrayendo cada vez más la atención debido a sus características tanto biológicas como estructurales, como por ekjemplo su baja toxicidad, baja inmunogenicidad y su biodegradabilidad. Además, a través de la ingeniería genética, estas proteínas se pueden diseñar para que formen multímeros estructuras con la capacidad de auto-ensamblarse en una estructura similar a las capsides virales. Estas propiedades permiten el utilizo de estas nanoparticulas proteicas en el diseño de vectores para la entrega de fármacos o genes terapéuticos, el diseño de vacunas y kits de diagnósticos. La entrega de moléculas terapéuticas supones la superación de barreras tanto extracelulares como intracelulares. Gracias a la exposición de ligandos en la superficie externa y a su tamaño reducido, las nanopartículas pueden superar estas barreras como, por ejemplo, la Barrera Hematoencefalica (BBB). En este contexto, hemos desarrollado unas nanopartículas proteicas auto-ensamblables con especificidad para los receptores LDLR, con el propósito de utilizarlas como vehículos para el tratamiento de enfermedades en el Sistema Nervioso Central (SNC). Cuatro diferentes ligandos específicos para los LDLR se fusionaron a la proteína GFP -His; entre ellos, solamente el ligando ApoB fue capaz de promover la formación de nanopartículas proteicas por interacciones intermoleculares entre el mismo ApoB, la cola de histidinas y los monómeros vecinos. Estas nanoparticula han demostrado una buena internalización en líneas celulares LRDR+, en experimentos in vitro. Sin embargo, cuando se probó en un modelo in vivo, solamente dos proteínas ligandos que no forman nano-particulas se han detectado en puntos de tiempo post-administración cortos. Esto indicaría que la formación de nano-estructuras no favorece la acumulación en el SNC. Paralelamente, se estudiaron nano-partículas proteicas dirigidas hacia el receptor CXCR4, un receptor de superficie celular expuesto en la superficie celular de las células metástaticas de cáncer colorrectal. En este estudio la proteína T22-IRFP-HIS fue elegida para sustituir a la ApoB-GFP-HIS y también se observó la formación de nanoparticulas autoensamblables que además poseen una alta internalización en las células CXCR4+. Esto indica que la proteína andamio no afecta a la formación de nanopartículas, ni afecta a la especificidad del ligando de direccionamiento. La fuerza que guía a la formación de nanopartículas se basa principalmente en las interacciones electrostáticas entre monómeros de proteínas. Además este fenómeno puede ser interrumpido y revertido por la presencia de alta concentración de sal. De hecho, cuando las nanoparticulas de T22-IRFP-HIS se dializan a un tampón con alta concentración de sal, las estructuras se desensamblan en monómeros y además reducen su eficiencia de penetrabilidad celular. Esto demostraría que el tamaño y tal vez la multivalencia de la nanopartículas proteicas frente a la monovalencia de los monómeros es un factor clave para el reconocimiento celular especifico y la internalización de las proteínas. |
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