Towards Translational Nanobiotechnology
L'objectiu d'aquesta tesis es contribuir al camp emergent on els camps de la biomedicina i la síntesis de materials es combinen en una nova ciència interdisciplinària, implicada amb l'ús segur i eficient de nanomaterials per aplicacions biomèdiques. La fusió d'aquests dos camps f...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:273754 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/273754 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Nanoparticules Nanoparticulas Nanoparticles Nanomedicina Nanomedicine Sintesis Synthesis Ciències Experimentals |
| Sumario: | L'objectiu d'aquesta tesis es contribuir al camp emergent on els camps de la biomedicina i la síntesis de materials es combinen en una nova ciència interdisciplinària, implicada amb l'ús segur i eficient de nanomaterials per aplicacions biomèdiques. La fusió d'aquests dos camps força diferents suposa un repte per al seu èxit. En les últimes dècades, la nanotecnologia ha experimentat un creixement exponencial i, en conseqüència, les seves potencials aplicacions en l'àmbit mèdic. No obstant això, malgrat resultats molt prometedors, les expectatives no s'han ajustat a la seva traducció a la clínica, principalment a causa de la manca d'expertesa i els buits de coneixement entre ambdues àrees. En els darrers anys s'ha fet evident que la comprensió i la comunicació adequada entre la biologia i la nanociència, juntament amb els extensos estudis de caracterització dels nanomaterials, són essencials per aconseguir que la nanomedicina assoleixi el seu màxim potencial i així millorar la qualitat i l'expectativa de vida dels pacients. Aquest treball es va centrar en l'aplicació racional de nanopartícules (NPs) inorgàniques en l'àmbit biomèdic, enfocat principalment en nanopartícules plasmòniques, Au i Ag. Es van adoptar tres aproximacions molt diferents, des de l'ús de nanopartícules com a plataformes de lliurament o principis actius fins a la seva visualització en sistemes biològics. Com a primera aplicació, es proposa unir l'ARNm a Au NPs funcionalitzdes amb molècules acabats amb amina, com una forma més segura d'alliberament al citosol mitjançant endocitosi, amb l'objectiu de produir cèl·lules CAR-T per al tractament de la leucèmia limfocítica crònica. Les Au NP són d'especial interès per al lliurament de material genètic a causa de la seva biocompatibilitat, la seva química de superfície ajustable on es pot carregar una combinació de compostos terapèutics o d'orientació, i les seves propietats òptiques i electròniques permeten un seguiment precís de l'evolució, la distribució i les modificacions del seu ambient químic. Més important encara, aquesta estratègia supera les principals limitacions dels enfocaments de teràpia gènica estàndard basats en vectors virals, alhora que indueix un alliberament lent de l'ARNm dins de la cèl·lula que allarga la vida mitjana de l'ARNm i l'expressió de proteïnes, en comparació amb els mètodes no virals actuals. La segona part de la tesi uneix l'àrea de la síntesi de nanopartícules i les seves propietats òptiques amb els camps de la microscòpia i la biologia. Aquí, es reporta la visualització de diverses nanopartícules inorgàniques no marcades, rellevants en l'àmbit biomèdic, mitjançant la microscòpia confocal d'escaneig làser. Les simulacions teòriques de les seves propietats òptiques s'acoblen a la seva observació experimental al microscopi, proporcionant així una metodologia fàcil d'utilitzar aplicable a molts altres casos. La rellevància d'aquest treball es basa en la possibilitat d'estudiar les interaccions de cèl·lules amb NP, a alta resolució i/o en temps real sense necessitat d'equips cars i especialitzats. L'últim apartat de la tesi ofereix un estudi ampli de l'efecte sinèrgic de la combinació d'antibiòtics amb Ag NPs sobre diferents soques de bacteris resistents als fàrmacs. Destaca la importància de la qualitat dels nanomaterials, correlacionant la dependència de la mida de la nanopartícula amb els efectes biològics observats. De la mateixa manera, es realitza una àmplia caracterització de les nanopartícules sintetitzades en els medis biològics utilitzats, estudiant les transformacions químiques observades de les nanopartícules. |
|---|