Nova aproximació a Gliconanovacunes

La nanomedicina juga un paper molt fonamental en la medicina actual, ja que està permetent el desenvolupament de nous tractaments terapèutics i s’està posicionant com una resposta efectiva i molt prometedora en la lluita contra el càncer i les malalties infeccioses. La immunoteràpia, que aprofita el sistema immunitari del cos per combatre malalties, se n’ha beneficiat especialment de l’ús de nanopartícules, en ser possible dissenyar aquestes per millorar l’administració i eficàcia dels agents immunoterapèutics, millorant la seva capacitat. Amb l’aparició de les vacunes contra la COVID-19, els científics s’han centrat a desenvolupar vacunes basades en material genètic, com l’ARNm, per combatre diferents malalties, però cal millorar i refinar la seva seguretat i eficàcia, amb un coll d’ampolla notable en la manca d’especificitat dels portadors d’ARNm vers les cèl·lules diana.

Les cèl·lules presentadores d’antigen (CPAs) són un conjunt cel·lular del sistema immunitari que poden detectar antígens i generar una resposta immunitària a través dels receptors que tenen en la superfície. Aquestes CPAs tenen una gran afinitat per els sucres, que, per tant, es poden utilitzar com a molècules vectoritzadores.

Amb l’objectiu d’aconseguir una nanomedicina efectiva, el Dr. Nil González Rios va dur a terme la seva tesi doctoral a IQS, sota el títol Disseny i Funcionalització de poli (β-amino èsters) amb oligosacàrids per a l’orientació selectiva de cèl·lules dendrítiques: una nova aproximació.  La tesi ha estat dirigida per la Dra. Cristina Fornaguera Puigvert i la Dra. Magda Faijes Simona, ambdues professores d’IQS School of Engineering, en una nova línia de recerca sobre Glicovacunes, sorgida de la col·laboració entre el Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT, experts en disseny de biomaterials, nanomedicina i vacunes d’ARNm, i el Grup de Química Biològica i Biotecnologia – GQBB, experts en recerca de carbohidrats i glicobiologia. 

La recerca del Dr. González Rios ha resultat en el disseny de nous polímers de poli(β-amino èster) (pBAEs) funcionalitzats amb α-manosa, amb els quals s’han decorat les nanopartícules d’ARNm capaces de dirigir-se activament cap a les cèl·lules del sistema immunitari, abordant així una de les limitacions més prevalents en aquest camp de recerca.  Així, en aquesta tesi, s’han desenvolupat diferents famílies de glicopolímers de pBAEs funcionalitzats amb α-manosa, per tal de millorar la interacció amb les CPAs.

Les capacitats d’aquestes noves nanopartícules han estat avaluades en termes de la seva capacitat per interactuar i activar les CPAs, amb experiments in vitro per estudiar la seva captació i cinètica de transfecció, així com els fenòmens competitius per demostrar la vectorització activa. També es van dur a terme experiments de biodistribució in vivo, per assegurar l’efecte de vectorització en ratolins, així com proves d’immunització amb CPAs humanes.

Part d’aquesta recerca ha estat realitzada en col·laboració amb el grup Immunology, Cancer  Glycomedicine de l’i3S de la Universitat de Porto, dirigit per la Dra. Salomé Pinho.

La tesi del Dr. González Rios és una prova de concepte que ha permès desenvolupar nous portadors d’ARNm funcionalitzats amb sucres – manoses –, que permeten una interacció més efectiva amb les cèl·lules del sistema immunitari i garantir la seva activació, sent uns bons candidats per noves generacions de vacunes d’immunoteràpia amb ARNm.

Publicació relacionada

Nil Gonzalez Rios et al, 2023, Novel α-mannose-functionalized poly(β-amino ester) nanoparticles as mRNA vaccines with increased antigen presenting cell selectivity in the spleen, J. Mater. Chem. B, 11, 6412-6427. Aquesta publicació forma part de la col·lecció “2023 Journal of Materials Chemistry B Most Popular Articles”

Aquesta tesi ha rebut finançament mitjançant un ajut predoctoral IQS, un ajut del programa Erasmus i un ajut de la Translacore Europe Action – Translational control in Cancer European Network, de la xarxa COST, per a l’estada internacional.