Synthesis and characterization of in vitro biologically active protein-polymer-based nanoparticulate formulations

Abstract

La terapéutica con proteínas se considera una estrategia atractiva y valiosa para el tratamiento de una extensa lista de enfermedades difíciles de medicar. Sin embargo, su efectividad clínica se ve disminuida por su alta labilidad en entornos fisiológicos. En particular, el interferón α (IFNα) es un agente terapéutico utilizado en medicina humana y veterinaria para combatir infecciones virales y numerosos tipos de cáncer. No obstante, su rendimiento farmacológico está limitado por su degradación y la eliminación rápida de la circulación sistémica en el sistema reticuloendotelial (RES). Esta tesis de pregrado presenta una estrategia novedosa para la optimización farmacológica de formulaciones de IFNα a través del uso de nanopartículas poliméricas biocompatibles y biodegradables. El trabajo describe el diseño, síntesis y caracterización de una formulación de pIFNα en nanopartículas de quitosano (CS NPs). Nanopartículas esféricas de quitosano cargadas con rpIFNα (rpIFNα-loaded CS NPs) con un diámetro hidrodinámico promedio, índice de polidispersidad y potencial zeta igual a 196.82 nm, 0.22, y +30.04 mV, respectivamente, fueron sintetizadas reproduciblemente mediante gelificación ionotrópica entre quitosano y tripolifosfato de sodio (TPP). Los ensayos de encapsulación de proteínas demostraron que las CS NPs podían encapsular eficientemente BSA conjugado con FITC ((FITC) BSA) y rpIFNα. Específicamente, la eficiencia de encapsulación (EE%) de 250 μg de rpIFNα fue igual al 75%. Por otro lado, los estudios in vitro de la cinética de liberación de proteínas mostraron que rpIFNα se descargaba sostenidamente de las CS NPs durante 171 horas. Los ensayos in vitro de viabilidad celular MTT demostraron que las CS NPs y las rpIFNα-loaded CS NPs eran biocompatibles para las células de riñón porcino-15 (PK-15). La captación celular de (FITC)BSA-loaded CS NPs fue confirmada en células de epitelio humano tipo 2 (HEp-2) usando microscopía confocal. Finalmente, los ensayos in vitro de actividad biológica de proteínas encontraron que el rpIFNα liberado de las CS NPs retenía una actividad antiviral mayor de 103 UI en HEp-2 contra Mengovirus, durante al menos 120 horas. En conclusión, estos resultados son alentadores y sugieren que las rpIFNα- cargado CS NPs podrían utilizarse para diseñar formulaciones de pIFNα con un rendimiento farmacológico optimizado in vivo para fines veterinarios.