Studying the complexity of poly(beta aminoester) polyplexes by advanced techniques: particle composition, stability and cellular interactions

Autor/a

Navalón López, María

Abstract

La teràpia gènica està emergint en l’actualitat com a tractament d'una àmplia gamma de trastorns adquirits i genètics, consistents en l'ús d'oligonucleòtids com a agents terapèutics. No obstant això, la teràpia gènica des dels seus inicis té un repte a superar: el lliurament reeixit de la càrrega en una cèl·lula diana. Per fer-ho possible, s'ha de dissenyar un vehicle per protegir l'oligonucleotipat i lliurar-lo al teixit específic i al compartiment intracel·lular.
Els primers enfocs es van dur a terme utilitzant virus modificats genèticament com a vectors per la seva capacitat natural d'infectar i travessar les barreres cel·lulars per lliurar material genètic. No obstant això, els vectors virals tenen alguns aspectes negatius com la citotoxicitat, la immunogenicitat, la mutagènesi d'inserció, la baixa capacitat de càrrega i els alts costos de producció. Per tant, aquests inconvenients van desencadenar el desenvolupament de sistemes de lliurament no virals. Els més utilitzats es basen en sistemes polimèrics, concretament poliplexos, que consisteixen en la combinació de polímers catiònics amb oligonucleòtids de càrrega negativa per condensar en nanoestructures col·loïdals.
Aquest projecte proposa l'ús de nanopartícules polimèriques, específicament oligopèptids modificats poly(b-amino ester)s (pBAE) degut a la seva alta eficiència de transfecció, baixa toxicitat, alta facilitat de modificació i excel·lent biocompatibilitat i biodegradació. A més, els pBAEs poden ser dissenyats per augmentar la seva capacitat de buffering i la seva capacitat de compactar àcids nucleics promovent així la internalització cel·lular. En particular, es realitzen alteracions d'aquest polímer en els grups terminals que es modifiquen mitjançant l’adició de pèptids catiònics com la lisina (K), l'arginina (R) i la histidina (H). Com a resultat d'aquestes modificacions, el polímer tindrà una càrrega intensament positiva, per tant farà que la nanopartícula sigui molt promíscua ja que la membrana cel·lular és aniònica. Per tant, s'incrementarà l'endocitosi i les nanopartícules transfectaran les cèl·lules sense discriminació. Per tal de fer un tractament més específic, aquestes nanopartícules es poden modificar per disminuir la càrrega superficial positiva i, per tant, reduir l'eficiència de la transfecció no selectiva. Per a això, es pot afegir un recobriment d'un polímer aniònic i com seria l'àcid aspàrtic (D).
En aquesta tesi la recerca s'ha centrat en OM-pBAE amb àcid aspàrtic, sintetitzant combinacions de nanopartícules RHD, KHD i RKD juntament amb els poliplexos catiònics RH, KH i RK, com a prova de concepte. Amb l’ajuda de tècniques avançades, es pot desemmascarar el tràfic dels diferents poliplexos i, per tant, dissenyar sistemes de delivery eficients. Partint del carrier i l'estabilitat de la nanopartícula i acabant amb la comprensió de
l'alliberament intracel·lular del material genetic. Aquests estudis primaris són fonamentals per al desenvolupament reeixit dels carriers que alliberin el cargo en teixits específics.

 

Director/a

Fornaguera i Puigvert, Cristina
Borrós i Gómez, Salvador

Estudis

IQS SE - Màster en Bioenginyeria

Data

2021-09-29