Nanoparticle-based advanced therapiesdrug delivery and CRISPR/Cas mediated gene editing

Resumen

La nanotecnología es una rama de la ciencia que estudia y usa materiales de entre aproximadamente 1 y 100 nm de tamaño. A esta escala, aparecen nuevas propiedades que permiten aplicaciones novedosas. En este sentido, una de las aplicaciones más estudiadas de la nanotecnología en los últimos años se centra en el uso de nanopartículas en medicina para diagnosticar y tratar enfermedades como el cáncer. En esta tesis, se han utilizado diferentes tipos de nanoestructuras para el transporte de agentes terapéuticos para el tratamiento del cáncer. Específicamente, se emplearon nanoestructuras basadas en albúmina para el transporte de fármacos antitumorales y proteínas del sistema de edición génica CRISPR/Cas. En concreto, se utilizaron nanoclusters de oro estabilizados con albúmina (BSA-AuNCs) para el transporte del fármaco AZD8055 para el tratamiento del melanoma de úvea, y doxorrubicina y SN38 en la misma nanoestructura para el tratamiento del cáncer de mama. Estos fármacos se conjugaron covalentemente con conectores sensibles a estímulos que liberan los fármacos específicamente en el tumor, minimizando el daño en los tejidos sanos. Los resultados obtenidos en este trabajo revelaron una disminución de la viabilidad celular en modelos in vitro e in vivo de los tumores seleccionados. Además, del trasporte de agentes quimioterapéuticos, la BSA también fue utilizada como vehículo de la proteína de edición de génica Cpf1. En este caso, la BSA fue conjugada covalentemente con la Cpf1 para protegerla de la degradación prematura en los sistemas biológicos y favorecer su transporte a las células tumorales. Los resultados preliminares de este estudio mostraron la formación eficiente de un nanocomplejo de BSA-Cpf1 capaz de realizar el corte in vitro del gen EGFP. Por último, se utilizaron nanotubos de carbono catiónicos (SWNT-PEI) como sistema de transporte de un plásmido CRISPR/Cas. La carga negativa del plásmido permitió la interacción electrostática con los nanotubos modificados. Los complejos resultantes pudieron internalizar en células HEK293 de manera eficiente. Sin embargo, la edición de genes mediada por dicho plásmido en las células aún debe mejorarse. En resumen, los resultados logrados en esta tesis resaltan el potencial de las diferentes nanoestructuras para su uso en el tratamiento del cáncer.