Developing supramolecular polymers for drug delivery
- Autores: Edgar Fuentes Fuentes
- Directores de la Tesis: Silvia Pujals Riatós (dir. tes.), Lorenzo Albertazzi (codir. tes.), Gabriel Gomila Lluch (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2023
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Pol Besenius (presid.), Ernesto Nicolás Galindo (secret.), Roey Amir (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Nanociencias por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Resumen
Actualmente se está haciendo un esfuerzo por mejorar los tratamientos farmacológicos a través de una estrategia denominada liberamiento controlado de fármaco. Para ello, se está explorando el uso de nanopartículas que actúen como transportadores de dichos fármacos en el cuerpo, mejorando su farmacocinética y permitiendo la liberación selectiva del fármaco en el tejido deseado. Si bien se están logrando grandes avances en el campo, aún se requiere de transportadores capaces de liberar el fármaco en el tejido de destino con mayor eficacia. Los polímeros supramoleculares podrían presentar algunas ventajas en comparación con los sistemas clásicos de administración de fármacos. Los polímeros supramoleculares son nanoestructuras construidas a partir de unidades monoméricas autoensambladas, unidas por interacciones no covalentes. De esta manera, se trata de un sistema modular en el que cada monómero puede aportar múltiples funcionalidades a toda la estructura. Además, su naturaleza dinámica los hace ideales para reaccionar a estímulos específicos y, por ejemplo, promover una liberación controlada y guiada del fármaco. Además, su característica estructura en forma de fibras las hacen ideales para la búsqueda y reconocimiento de su objetivo, debido a la mayor relación superficie-volumen y al efecto de multivalencia. En esta tesis, una nueva familia de moléculas anfifílicas, llamadas discóticos por su forma circular, se han diseñado especialmente para llevar a cabo la liberación controlada de fármacos. Se seleccionó un benceno-1,3,5-tricarboxamida como estructura central, seguida de tres moléculas anfifílicas de estructura peptídica, creando una molécula con simetría C3. La modificación de esta secuencia peptídica modifica completamente el comportamiento de los polímeros supramoleculares, permitiendo relacionar diferentes variantes de la molécula y sus propiedades con su uso como transportadores de fármacos. En general, esta tesis es un esfuerzo por impulsar el uso de polímeros supramoleculares para la administración de fármacos, mediante la comprensión de su comportamiento en el agua, su estabilidad, la capacidad potencial para transportar fármacos y su posible dirección hacia los tejidos enfermos. En primer lugar, sintetizamos un polímero supramolecular multi-responsivo, en el que varios estímulos desencadenaron el ensamblaje o el desensamblaje de estas nanofibras. De esta manera, la luz ultravioleta o una acidez o basicidad altas tienden a desensamblar las nanofibras, mientras que la luz visible, una temperatura alta, un pH neutro y una alta fuerza iónica tienden a ensamblar las nanofibras. En segundo lugar, se sintetizaron dos polímeros más hidrofóbicos, se comparó el equilibrio existente entre estabilidad y capacidad de respuesta a estímulos y se evaluó su estabilidad tras una hipotética inyección intravenosa, evaluando como afectan la dilución y la presencia de proteínas. Asimismo, se exploraron dos estrategias para la encapsulación de moléculas biológicamente activas, demostrando la potencial aplicabilidad del sistema para desencadenar una respuesta biológica ante el desensamblaje provocado por la luz. Además, se rediseñó el monómero para explorar la potencial degradabilidad del polímero por acción de enzimas sobre expresadas en cáncer. En el capítulo final, se utilizan algunos métodos de microscopía óptica para visualizar y caracterizar materiales supramoleculares en condiciones nativas.
