Universitat Ramon Llull
Universitat Ramon Llull. IQS
La nanomedicina juga un paper fonamental en la medicina actual. Aquest nou enfocament està permetent el desenvolupament de tractaments profilàctics i terapèutics. Els avanços en el camp de la lluita contra el càncer o les malalties infeccioses posicionen la nanomedicina com una resposta efectiva i altament prometedora, encara que encara està en desenvolupament. En particular, la immunoteràpia, que aprofita el sistema immunitari del cos per combatre malalties, s'ha beneficiat significativament de la nanomedicina. Les nanopartícules poden ser dissenyades per millorar l'administració i eficàcia dels agents immunoterapèutics, millorant la capacitat del sistema immunitari per atacar les cèl·lules canceroses de manera més precisa. Amb l'aparició de les vacunes contra la COVID-19, la comunitat científica s'ha centrat en desenvolupar vacunes basades en material genètic per combatre diverses malalties. Donat el seu potencial, és cert que aquesta tecnologia encara té marge de millora. La seguretat i l'eficàcia són els aspectes principals que necessiten refinament per assegurar la seva millora. El coll d'ampolla més notable és la falta d'especificitat en els vectors actuals per a la transfecció de cèl·lules presentadores d'antígens (CPA). Per tant, és evident que el següent pas per aconseguir que la nanomedicina sigui la propera revolució mèdica és dissenyar i assegurar nous vectors que permetin una vectorització específica cap a les cèl·lules immunitàries i els activadors del sistema immunitari. Donades les necessitats actuals, aquesta tesi proposa nous polímers de poli(β-amino èster) (pBAEs) capaços de dirigir-se activament cap a les cèl·lules del sistema immunitari, abordant així un dels colls d'ampolla més prevalents en el camp. Per això, s'han desenvolupat en aquest projecte diferents famílies de glicopolímers, particularment pBAEs funcionalitzats amb α-manosa, per millorar la interacció amb les CPAs. Poden formar nanopartícules i transportar ARN missatger (mRNA). A més, s'avaluen les capacitats de les nanopartícules funcionalitzades amb α-manosa sintetitzades en termes de la seva capacitat per interactuar i activar les APCs. Els estudis van començar amb experiments in vitro estudiant la captació i cinètica de transfecció, i fins i tot fenòmens competitius per demostrar la vectorització activa. Finalment, es van realitzar experiments de biodistribució in vivo per assegurar l'efecte de vectorització en ratolins i proves d'immunització amb CPAs humanes. L'evidència obtinguda demostra eficiència en la transfecció i vectorització cap a les APCs, permetent així l'activació del sistema immunitari.
La nanomedicina desempeña un papel fundamental en la medicina actual. Este nuevo enfoque está permitiendo el desarrollo de tratamientos profilácticos y terapéuticos. Los avances en el campo de la lucha contra el cáncer o las enfermedades infecciosas posicionan a la nanomedicina como una respuesta efectiva y altamente prometedora, aunque aún en desarrollo. En particular, destaca la inmunoterapia, que aprovecha el sistema inmunológico del cuerpo para combatir enfermedades y que se ha beneficiado significativamente de la nanomedicina. Las nanopartículas pueden ser diseñadas para mejorar la administración y eficacia de los agentes inmunoterapéuticos, mejorando la capacidad del sistema inmunológico para atacar las células cancerosas de manera más precisa. Con el surgimiento de las vacunas contra el COVID-19, la comunidad científica se ha centrado en desarrollar vacunas basadas en material genético para combatir diversas enfermedades. Dado su potencial, es cierto que esta tecnología aún tiene margen de mejora siendo la seguridad y la eficacia los aspectos principales que necesitan refinamiento para asegurar su mejora. El cuello de botella más notable es la falta de especificidad en los vectores actuales para la transfección de células presentadoras de antígenos (CPA). Por lo tanto, es evidente que el siguiente paso para lograr que la nanomedicina sea la próxima revolución médica es diseñar y asegurar nuevos vectores que permitan una vectorización específica hacia las células inmunitarias y los activadores del sistema inmunológico. Dadas las necesidades actuales, esta tesis propone nuevos polímeros de poli(β-amino éster) (pBAEs) capaces de dirigirse activamente hacia las células del sistema inmunológico, abordando así uno de los cuellos de botella más prevalentes en el campo. Para ello, se han desarrollado en este proyecto diferentes familias de glicopolímeros, particularmente pBAEs funcionalizados con α-manosa, para mejorar la interacción con las CPA. Pueden formar nanopartículas y transportar ARN mensajero (mRNA). Además, se evalúan las capacidades de las nanopartículas funcionalizadas con α-manosa en base a su capacidad para interactuar y activar las CPA. Los estudios comenzaron con experimentos in vitro estudiando la captación y cinética de transfección, e incluso fenómenos competitivos para demostrar la vectorización activa. Finalmente, se realizaron experimentos de biodistribución in vivo para asegurar el efecto de vectorización en ratones y pruebas de inmunización con CPA humanas. La evidencia obtenida demuestra eficiencia en la transfección y vectorización hacia las CPA, permitiendo así la activación del sistema inmunológico.
Nanomedicine plays a fundamental role in today's medicine. This new approach of medicine is enabling the development of prophylactic and therapeutic treatments. Advances in the field of combating cancer or infectious diseases position nanomedicine as an effective and highly promising response, although it is still under development. Notably, immunotherapy, which leverages the body's immune system to fight diseases, has benefited significantly from nanomedicine. Nanoparticles can be designed to improve the delivery and efficacy of immunotherapeutic agents, enhancing the immune system's ability to target cancer cells more precisely. With the emergence of COVID-19 vaccines, the scientific community has focused on developing vaccines based on genetic material to combat various diseases. Given its potential, it is true that this technology still has room for improvement. Safety and efficacy are the mainaspects that need refining to ensure their improvement. The most notable bottleneck is the lack of specificity in current vectors for transfecting antigen-presenting cells (APCs). Therefore, it is evident that the following step to achieve nanomedicine as the next medical revolution is to design and ensure new vectors that allow specific vectorization towards immune cells and immune system activators. Given current needs, this thesis proposes new poly(β-amino ester)s (pBAEs) polymers able to actively direct towards immune system cells, thereby addressing one of the most prevalent bottlenecks in the field. For this, different families of glycopolymers, particularly, α-mannosyl functionalized pBAEs have been developed in this project to improve the interaction with APCs. They can form nanoparticles and carry mRNA. In addition, the capabilities of synthesized α-mannosyl functionalized nanoparticles are evaluated in terms of their ability to interact with and activate APCs. Studies began with in vitro experiments studying uptake and transfection kinetics, and even competitive phenomena to demonstrate active vectorization. Finally, in vivo biodistribution experiments are conducted to ensure the vectorization effect in mice and immunization tests with human APCs. The evidence obtained demonstrates efficiency in transfection and vectorization towards APCs, thereby enabling immune system activation.
vacunes mRNA; cèl·lules dendrítiques; Glicopolímers; química orgànica; Nanopartícules; química de carbohidrats
544 - Physical chemistry
Ciències naturals, químiques, físiques i matemàtiques
ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
