Multi-faced study for the development of enhanced transfection systems

Autor/a

Balcells García, Laura 

Abstract

L'actual transferència de coneixements des de l'escala de laboratori d'investigació als productes farmacèutics i les teràpies humanes és limitada, entre altres raons, a causa de la percepció de les cèl·lules com caixes negres, en què hi ha entrades i sortides però es presta poca atenció als processos cel·lulars interns que regeixen els resultats generals. Aquesta tesi doctoral proposa un mètode per estudiar els mecanismes cel·lulars que intervenen en la internalització NPs i la transfecció de cèl·lules, que sovint passen desapercebuts. És a dir, mitjançant el desenvolupament d'una nova classe de nanopartícules multicomponents derivades d'un sistema polimèric de gene delivery de bon rendiment, es projecta aquí una inspecció des de l'interior de les cèl·lules que permetrà no només comprendre millor els resultats dels experiments cel·lulars, sinó també establir les bases d'una plataforma de teràpia cel·lular innovadora i millorada. En primer lloc, s'estudiaran els mecanismes intracel·lulars d'autofàgia i producció exosomes utilitzant poliplexes OM-pBAE en combinació amb nanopartícules metàl·liques. S'investigarà el paper del component polimèric i metàl·lic de sistema en aquests dos mecanismes cel·lulars que es indueixen amb la transfecció cel·lular. També es supervisarà l'avaluació de la ubicació intracel·lular dels complexos. A continuació, s'analitzaran les interaccions d'aquests sistemes de gene delivery amb les proteïnes presents en el medi biològic, ja que tenen un gran impacte en la internalització cel·lular. I, finalment, amb el coneixement tant dels mecanismes cel·lulars subjacents a la transfecció cel·lular com de l'efecte de la corona proteica en els perfils d'internalització cel·lular de les diferents nanopartícules, es proposarà l'aplicació dels nostres sistemes de gene delivery a un propòsit més desafiant: la modificació de les cèl·lules mare mesenquimals per al seu posterior ús com a estratègies de teràpia cel·lular. En conclusió, en aquesta tesi s'han emprat nanopartícules multicomponents per realitzar un estudi exhaustiu dels mecanismes cel·lulars induïts en la transfecció cel·lular. S'han utilitzat sistemes de lliurament de gens compostos de poliplexes fets d'OM-pBAE i pDNA i un component metàl·lic que són nanopartícules d'or o SPIONs per obrir les cèl·lules i analitzar els processos intra i intercel·lulars que dicten el destí dels vectors internalitzats - la autofàgia i la producció de exosomes -, estudiar la seva interacció amb les proteïnes i demostrar que aquest fenomen és clau per a la seva absorció cel·lular i, finalment, aplicar el coneixement de les seves propietats i capacitats per modificar genèticament les cèl·lules reticents a la transfecció que s'utilitzen per a les estratègies de teràpia cel·lular.

TDX

 

Director/a

Borrós Gómez, Salvador 
Cascante Cirera, Anna  

Departament

IQS SE - Bioenginyeria

Data de defensa

2020-10-02