Producción de candidatos vacunales contra SARS-CoV-2 basados en nanopartículas de oro

Abstract

A lo largo de los años la humanidad ha sido afectada por diversos microorganismos que han cobrado millones de vidas. En este aspecto el desarrollo de vacunas es una respuesta crítica contra futuras pandemias y las nanovacunas representan una opción prometedora. Este trabajo estudió la conjugación de diversas proteínas modelo (lisozima, α-quimotripsina, albúmina de suero bovino e inmunoglobulina G humana de plasma sanguíneo) y dos proteínas recombinantes (LTB·p50 y LTB∙PRRSV) por medio de fisisorción en nanopartículas de oro, sintetizadas por el método de Turkevich modificado, obteniendo dos tamaños, 20 y 40 nm. Distintos valores de pH y de concentración de proteína fueron evaluados para obtener las mejores condiciones de adsorción de proteína en las nanopartículas. La conjugación con nanopartículas de oro de 20 nm y en un pH cercano al punto isoeléctrico de la proteína resultó en mayor estabilidad y un aumento en la adsorción de la proteína. Fue observado que no solo las interacciones electrostáticas están involucradas en el mecanismo de adsorción, también las interacciones hidrofóbicas y de van der Waals son relevantes en este proceso. Al usar diversas proteínas modelo de diferentes pesos moleculares resultó importante el tamaño que poseen ya que dan protección estérica a las nanopartículas evitando la formación de aglomerados y agregados. Este estudio provee evidencia de que es posible conjugar proteínas recombinantes a nanopartículas de oro, para obtener conjugados estables y producir un candidato vacunal para enfermedades virales que afectan a la población de todo el mundo.

Over the years, humanity has been affected by various microorganisms that have claimed millions of lives. In this regard, the development of vaccines is a critical response against future pandemics, and nanovaccines represent a promising possibility. This study investigated the conjugation of various model proteins (lysozyme, α-chymotrypsin, bovine serum albumin, and human immunoglobulin G from blood plasma) and two recombinant proteins (LTB·p50 and LTB∙PRRSV) through physisorption onto gold nanoparticles synthesized using the modified Turkevich method, yielding particles of 20 and 40 nm in size. Different pH values and protein concentrations were evaluated to determine optimal conditions for protein adsorption onto the nanoparticles. Conjugation with 20 nm gold nanoparticles at a pH near the protein's isoelectric point resulted in greater stability and increased protein adsorption. It was observed that electrostatic interactions alone were not solely involved for the adsorption mechanism; hydrophobic and van der Waals interactions also have significant roles in this process. The use of model proteins with varying molecular weights proved crucial as they provided steric protection to the nanoparticles, preventing agglomeration and aggregation. This study provides evidence that recombinant proteins can be conjugated to gold nanoparticles to produce stable conjugates, offering a potential vaccine candidate against viral diseases affecting populations worldwide.