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Diseño de nanopartículas tipo virus reactivas a estíımulos ambientales para la liberación de fármacos
Design of virus like particles reactive to environmental stimuli for drug release
Stefania Brandao Araiza
Rafael Vázquez Duhalt
Acceso Abierto
Atribución
partículas tipo virus, nanotransportadores, liberación de fármacos, BMV, VLP, nanorreactor, catalasa
Virus like particles, VLP, BMV, catalase, nanocarrier, nanoreactor, catalase
Las partículas tipo virus (VLPs) representan nanoplataformas prometedoras para la administración específica de fármacos contra el cáncer. Este trabajo evaluó la encapsulación de la enzima catalasa, en VLPs derivadas del virus del mosaico del bromo (BMV) para potenciar la liberación del fármaco tamoxifeno inducida por la descomposición del peróxido de hidrógeno. Se ensamblaron VLPs a partir de la proteína de cápside de BMV por medio de la complementariedad de cargas electrostáticas con la superficie catiónica de la catalasa, con el fin de utilizar su actividad catalítica para convertir el peróxido de hidrógeno en oxígeno, y propiciar la liberación de un fármaco de interés. Los análisis de DLS, potencial zeta y microscopía electrónica confirmaron la formación y estabilidad de las nanoestructuras BMV-Cat, logrando una relación de carga aproximada de 2 moléculas de catalasa por VLP. De igual manera, se logró el cargado de tamoxifeno en los nanorreactores BMV-Cat para permitir su entrega en las células. Los estudios cinéticos mostraron una disminución de la actividad catalítica después de la nanoencapsulación, probablemente por limitaciones difusionales del sustrato dentro de la VLP. No obstante, se espera una mayor estabilidad de la enzima encapsulada frente a condiciones adversas. Los nanorreactores de BMV-Cat representan una novedosa estrategia de encapsulación de enzimas, teniendo un potencial uso con fármacos antineoplásicos aprovechando el efecto citotóxico del fármaco y la acción antioxidante de la enzima mediante un solo nanotransportador. Futuros estudios evaluarán la estabilidad de la enzima con respecto al tiempo y a diferentes temperaturas, así como su potencial uso como sistema de administración combinada quimioterapia-enzima empleando VLPs virales.
Virus-like particles (VLPs) represent promising nanoplatforms for the targeted delivery of anticancer drugs. This work evaluated the encapsulation of the enzyme catalase, in VLPs derived from the brome mosaic virus (BMV) to enhance the release of the drug tamoxifen induced by the hydrogen peroxide decomposition. VLPs were assembled from the BMV capsid protein through the complementarity of electrostatic charges with cationic surface of the catalase, in order to use its catalytic activity to convert hydrogen peroxide into oxygen, and promote the release of a drug of interest. DLS, zeta potential, and electron microscopy characterization confirmed the formation and stability of the BMV-Cat nanostructures, achieving an approximate loading ratio of 2 catalase molecules per VLP. Similarly, tamoxifen was loaded into the BMV-Cat nanoreactors to allow its delivery into the cells. Kinetic studies showed a decrease in catalytic activity after nanoencapsulation, probably due to diffusional limitations of the substrate within the VLP. However, greater stability of the encapsulated enzyme against adverse conditions is expected. The BMV-Cat nanoreactors represent a novel enzyme encapsulation strategy, showing a potential use with antineoplasic drugs, taking advantage of the cytotoxic effect of the drug and the antioxidant action of the enzyme through a single nanocarrier. Future studies will evaluate the stability of the enzyme with respect to time and different temperatures, as well as its potential use as a combined chemotherapy-enzyme delivery system using viral VLPs.
CICESE
2024
Tesis de maestría
Español
Brandao Araiza, S. 2024. Diseño de nanopartículas tipo virus reactivas a estímulos ambientales para la liberación de fármacos. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 56 pp.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Aparece en las colecciones: Tesis - Nanociencias

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