Supramolecular organisation and biological properties of tumor targeted, self-assembling protein nanoparticles /

Degut a la seva flexibilitat funcional i arquitectonica, l'us de proteines recombinants formades per multiples dominis representen una eina interesant pel desenvolupament de nanoparticules capaces de transportar farmacs de manera especifica. Recentment, en el nostre grup, hem aplicat un nou sistema d'enginyeria pel desenvolupament de nanoparticles formades mitjancant l'oligomeritzacio de proteines modulars. L'eficacia selectiva i l'absencia de toxicitat d'unes nanoparticules dirigides al cancer colorectal demostra la capacitat d'aquest enfoc biotecnologic. Un enfoc basat en l'us de peptids cationics en els extrems terminal d'una proteina modular que li confereix la capacitat d'interaccionar amb si mateixa formant nanoparticules proteiques. Per tal d'explorar la flexibilitat d'aquest enfoc, hem desenvolupat dues nanoparticules proteiques, anomenades A5G27-GFP-H6 i FNI/II/V-GFP-H6, que reconeixen i internalitzen, de manera especifica, cel·lules que expressen el receptor CD44. Aquestes proteines modulars formen estructures anulars de 14 nm, estables en plasma capaces d'internalitzar a traves d'endocitosis sense presentar toxicitat cel·lular. Aquestes nanoparticules especifiques son una plataforma prometedora com a nanomedicines pel transport de farmacs o sondes pel diagnostic i tractament d'afliccions relacionades amb CD44. Durant la produccio recombinant microbiana, moltes proteines heterologues tendeixen a acumular-se en cossos d'inclusio. Tenint en compte la ultima descripcio d'aquestes entitats, constitueixen una font de proteina practicament pura. Tot i que s'han desenvolupat tecniques per l'obtencio de proteina activa mitjancant l'us de detergents solubilitzadors no desnaturalitzants de manera satisfactoria, es desconegut com aquests procediments afecten el proces d'oligomeritzacio de nanoparticules proteiques. En aquesta tesi, hem analitzat quin impacte te, a nivell estructural i funcional, l'origen de la font proteica. Depenent de si les nanoparticules deriven de la fraccio soluble o de la resolubilitzacio dels cossos d'inclusio, s'obtenen diferents organitzacions supramoleculars amb comportaments funcionals diferenciats. Aquests resultats demostren la rellevancia que te l'origen cel·lular del material quan parlem d'estructures proteiques complexes. Tot i que recentment s'ha demostrat que la bacteria hoste te una influencia directe en la estructura i el rendiment de les nanoparticules proteiques, es desconeix com els hi afecta l'us de bacteries amb un perfil genetic diferent com soques deficients en xaperones o lliures de lipopolisacarids. En aquesta tesi, s'ha investigat l'estructura de nanoparticules dirigides a CD44 o CXCR4 produides en diferents soques d'E.coli i com les caracteristiques fisicoquimiques afecten la biointeraccio d'aquestes nanoparticules. Els resultats demostres la robustesa dels patrons d'oligomeritzacio d'aquestes nanoparticules dirigides a tumor i la influencia que te el perfil genetic microbia en la proporcio de les diferents poblacions oligomeriques en el producte cru. Aquesta variabilitat, intrinseca de la bioproduccio, tot i ser imprevisible o incontrolable, constitueix un ventall de nanomaterial. De manera exclusiva es pot seleccionar aquella poblacio de nanoparticules amb les caracteristiques funcionals i fisicoquimiques optimes considerant l'aplicacio per la qual s'han dissenyat.