La nanomedicina juega un papel muy importante en la medicina actual, ya que está permitiendo el desarrollo de nuevos tratamientos terapéuticos y se está posicionando como una respuesta efectiva y muy prometedora en la lucha contra el cáncer y las enfermedades infecciosas. La inmunoterapia, que aprovecha el sistema inmunitario del cuerpo para combatir enfermedades, se ha beneficiado especialmente del uso de nanopartículas, al ser posibles diseñar estas para mejorar la administración y la eficacia de los agentes inmunoterapéuticos, mejorando su capacidad. Con la aparición de las vacunas contra la COVID-19, los científicos se han centrado en desarrollar vacunes basadas en material genético, como el ARN-m, para combatir diferentes enfermedades, pero es necesario mejorar y refinar su seguridad y eficacia, con un cuello de botella en la falta de especificidad de los portadores de ARNm hacia las células diana.
Las células presentadoras de antígenos (CPAs) son un conjunto celulardel sistema inmunitario que pueden detectar antígenos y generar respuesta inmunitaria a través de los receptores que tiene en la superficie. Estas CPAs tiene una gran afinidad para los azúcares, que, por tanto, se pueden utilizar como moléculas vectorizadoras.
Con el objetivo de conseguir una nanomedicina efectiva, el Dr. Nil González Ríos llevó a cabo su tesis doctoral en IQS, bajo el título Diseño y Funcionalización de poli (β-amino ésteres) con oligosacáridos para la orientación selectiva de células dendríticas: una nueva aproximación. La tesis ha sido dirigida por la Dra. Cristina Fornaguera Puigvert y la Dra. Magda Faijes Simona, ambas profesoras de IQS School of Engineering, en una nueva línea de investigación sobre Glicovacunas surgida de la colaboración entre el Grupo de Ingeniería de Materiales – GEMAT, expertos en diseño de biomateriales, nanomedicina y vacunes de ARNm, y el Grupo de Química Biología y Biotecnología – GQBB, expertos en investigación en carbohidratos y glicobiología.
La investigación del Dr. González Ríos ha tenido como resultado el diseño de nuevos polímeros de poli(β-amino éster) (pBAEs) funcionalizados con α-manosa, con los cuales se han decorado las nanopartículas de ARNm capaces de dirigirse activamente hacia las células del sistema inmunitario, abordando de esta manera una de las limitaciones en este campo de investigación. Así, en esta tesis, se han desarrollado diferentes familias de glicopolímeros de pBAEs funcionalizados con α-manosa, para mejorar la interacción con las células CPAs.
Las capacidades de estas nuevas nanopartículas han sido evaluadas en términos de su capacidad para interactuar y activar las CPAs, con experimentos in vitro para estudiar su capacitación y cinética de transfección, así como los fenómenos competitivos para demostrar la vectorización activa. También se llevaron a cabo experimentos de biodistribución in vivo, para asegurar el efecto de vectorización en ratones, así como pruebas de inmunización con CPAs humanas.
Parte de esta investiagcion se realizó en colaboración con el grupo Immunology, Cancer Glycomedicine del i3S de la Universidad de Porto, dirigido por la Dra. Salomé Pinho.
La tesis del Dr. González Ríos es una prueba de concepto que ha permitido desarrollar nuevos portadores de ARNm funcionalizados con azúcares – manosas –, que permiten una interacción más efectiva con las células del sistema inmunitario y garantizar su activación, siendo unos buenos candidatos para nuevas generaciones de vacunas de inmunoterapia con ARNm.
Publicación 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. Esta publicación forma parte de la colección “2023 Journal of Materials Chemistry B Most Popular Articles”
Esta tesis ha recibido financiación mediante una ayuda predoctoral IQS, una ayuda del programa Erasmus y una ayuda de la Translacore Europe Action – Translational control in Cancer European Network, de la red COST, para la estancia internacional.
COLABORADORES
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
GQBB – Química Biológica y Biotecnológica
El grupo GQBB (Grup de Química Biológica y Biotecnólogica) desarrolla su actividad en tres grandes áreas: la identificación y el análisis molecular de proteínas y enzimas, su uso como dianas terapéuticas y el diseño y aplicaciones de enzimas en biocatálisis y biotecnología en microorganismos.
GEMAT – Ingeniería de Materiales
El grupo GEMAT (Grup d’Enginyeria de Materials) desarrolla su actividad en tres grandes áreas: el desarrollo de nuevos materiales funcionales, la ingeniería de superficies y los biomateriales.
