Harnessing the interaction nanoparticle-protein for the design of smart carriers for drug delivery

• Autores: Alba Balmori Pastor
• Directores de la Tesis: Salvador Borrós Gómez (dir. tes.), David Sánchez García (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Ramon Llull ( España ) en 2019
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: María Vallet-Regí (presid.), Cristina Fornaguera i Puigvert (secret.), Francesc Canals Suris (voc.), Ramón Eritja Casadellà (voc.), Ana Belén Cuenca González (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioingeniería por la Universidad Ramón Llull
• Materias:
  • Química
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• Resumen

  • Las NP han surgido como prometedores sistemas de administración de fármacos por sus posibles aplicaciones terapéuticas. El procedimiento común para este propósito es disolver, encapsular y, finalmente, adsorber o adherir un medicamento a la superficie de la NP, evitando el daño no deseado a las células y órganos sanos. De la misma manera, las MSN recientemente han atraído mucha atención en el campo de la nanomedicina debido a sus características singulares. Sin embargo, la eficacia terapéutica de las nanopartículas de sílice mesoporosas (MSN) cuando se utilizan como sistemas de administración de fármacos a menudo se ven comprometidas por la liberación previa del fármaco cargado durante la circulación sanguínea y la falta de capacidad para llegar al destino deseado. Teniendo en cuenta estos dos problemas, proponemos en esta Tesis doctoral la utilización de la “protein corona” para evitar esta liberación prematura siendo ésta encajada en el poro. Para lograr esto, se han construido HSA-NP cargadas con un fármaco antitumoral para la dirección selectiva al hígado utilizando MSN. El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo de un complejo de nanopartículas y proteínas, capaz de un suministrar eficientemente un fármaco terapéutico. Este complejo debe evitar simultáneamente la liberación prematura y ser capaz de atacar al hígado por efecto de la PC.

    Para alcanzar esto, en primer lugar, se ha optimizado la síntesis de MSN, con el fin de obtener MSN reproducibles y con propiedades definidas. Luego, la caracterización correspondiente de sus rasgos fisicoquímicos mostró que, mediante el diseño de un DOE, es posible dilucidar qué parámetros tienen una mayor influencia en la síntesis de MSN. Además, en el presente trabajo se ha demostrado que es posible una determinación cualitativa y cuantitativa de la “protein corona” mediante un uso innovador de equipos analíticos; el nanoDSC y el ITC. Esto permite profundizar en el conocimiento y control de la PC. También se ha evaluado el efecto de la PC en el perfil de liberación de un fármaco antitumoral. Finalmente, se ha demostrado que la “protein corona” proporciona una liberación más sostenida del fármaco a una línea celular de tumor hepático, sin afectar la viabilidad celular.

    En conclusión, los resultados han demostrado que la relación entre el tamaño de poro y el tamaño de la proteína en los sistemas HSA-MSN determina la aplicación del sistema. En este trabajo se ha propuesto que, mediante la ingeniería de la PC, según la relación de tamaño entre el poro y la proteína se pueden usar las mismas proteínas que forman la “protein corona” para bloquear la salida prematura del fármaco mientras se dirige al órgano deseado.