Desarrollo y evaluación de nano-vehículos para inmunización intranasal basados en polisacáridos de microalgas hibridados

Abstract

La formulación de nuevas plataformas para la administración de fármacos constituye un eje central en el tratamiento de enfermedades emergentes, como la pandemia ocasionada por SARS-CoV-2. Dentro de estas plataformas se encuentran los sistemas de liberación de fármacos y vacunas. Estos sistemas mejoran la biodisponibilidad del agente terapéutico y la especificidad del sitio de acción. Además, protegen al agente terapéutico de la degradación y controlan la cinética de liberación del fármaco, lo que permite reducir las dosificaciones y, por ende, los efectos secundarios. Y en el caso de vacunas, potencian la respuesta inmune al actuar como adyuvantes. El objetivo de este trabajo fue sintetizar vehículos de entrega de antígeno o acarreadores, basados en dos polisacáridos marinos: el quitosano obtenido del exoesqueleto de crustáceos y el exopolisacárido (EPS) que libera la microalga Porphyridium purpureum. La síntesis de los vehículos de entrega se llevó a cabo mediante gelación iónica, generándose entrecruzamiento entre el quitosano y el EPS mediante interacciones electrostáticas, aprovechando el carácter positivo del quitosano y las cargas negativas del EPS. Los resultados analizados por microscopia electrónica de transmisión (TEM) mostraron morfología esférica. Sin embargo, estos geles fueron inestables, por lo que se adicionó un agente entrecruzante (tripolifosfato de sodio, TPP) para mejorar la estructura. Los geles obtenidos de esta nueva síntesis (quitosano, exopolisacárido y tripolifosfato de sodio, Ch-EPS-TPP) tuvieron un tamaño aproximado de 100 nm y presentaron una morfología esférica tipo núcleo-carcasa, que fue corroborada por imágenes TEM y el mapeo de elementos químicos. Los geles Ch-EPS-TPP mostraron altos porcentajes de mucoadhesividad (> 90 %), una característica crucial en el desarrollo de vacunas mucosales. Los estudios de citotoxicidad indicaron que los microgeles estimulan la proliferación de esplenocitos y células HEK.

The generation of new drug delivery systems is a central axis in the treatment of emerging diseases such as the pandemic caused by the SARS-CoV-2. Among these, drug and vaccine delivery systems allow to enhance the bioavailability of the therapeutic agent and its specificity on the action site. Furthermore, they protect the therapeutic agent from degradation and control the drug release kinetics, which allows for the reduction of dosages and, consequently, side effects. In the case of vaccines, they enhance the immune response by acting as adjuvants. The aim of this study was to synthesize antigen delivery vehicles based on two marine polysaccharides: chitosan obtained from crustacean exoskeletons and the exopolysaccharide released by the microalga Porphyridium purpureum (EPS). The synthesis of the delivery vehicles was carried out through ionic gelation, creating cross-linking between chitosan and EPS through electrostatic interactions. Taking advantage of the positive nature of chitosan and the negative charges of EPS. The results analyzed by transmission electron microscopy (TEM) showed spherical morphology. However, these gels proved to be unstable, and thus the addition of a cross-linking agent (sodium tripolyphosphate, TPP) to enhance the structure was assessed. The gels obtained from this new synthesis (chitosan, exopolysaccharide and sodium tripolyphosphate, Ch-EPS-TPP) exhibited a core-shell spherical morphology, as confirmed by TEM imaging and chemical element mapping, with an approximate size of 100 nm. These Ch-EPS-TPP gels showed high levels of mucoadhesivity (> 90%), an important characteristic for mucosal vaccines. Furthermore, cytotoxicity studies indicated that the microgels stimulate the proliferation of splenocytes and HEK cells.