El estudio de nuevas nanopartículas orgánicas fluorescentes (FONs) que puedan superar los límites de las comunes sondas fluorescentes como fluoróforos moleculares, proteínas fluorescentes y nanopartículas inorgánicas es un tema de gran interés para los científicos de materiales que desarrollan nuevas sondas para microscopía de fluorescencia y teranóstica. En los últimos años, se han desarrollado nuevas nanovesículas no liposómicas, basadas en el autoensamblaje de tensioactivos y esteroles, denominados Quatsomes (QSs), que constituyen unos prometedores vehículos de fármacos multifuncionales. Dentro de este escenario, el objetivo principal de esta Tesis (realizada en el marco del proyecto Marie Skłodowska-Curie ITN “Nano2Fun”) es explorar la posibilidad de utilizar los Quatsomes como vehículos para la nano-estructuración en medios acuosos de varias moléculas fluorescentes, independientemente de sus propiedades físico-químicas y ópticas, con el fin de obtener nuevas nanopartículas orgánicas fluorescentes (FONs) con elevada estabilidad coloidal y características fluorescentes optimales, especialmente en relación al brillo. El auto-ensamblaje de fluoróforos orgánicos moleculares, esteroles y tensioactivos de amonio cuaternario en Quatsomes fluorescentes se logró mediante el método DELOS-SUSP, un proceso a base de CO2 comprimido, que garantiza una composición de membrana y una disposición supramolecular altamente homogéneas y, como consecuencia, nanovesículas con elevadas propiedades ópticas. Se han explorado diferentes estrategias para la nano-estructuración en medios acuosos, por medio de QSs, de moléculas fluorescentes con diferentes propiedades fisicoquímicas, incluyendo aquellas solubles y no solubles en agua, analizando el impacto de la nano-estructuración sobre las propiedades ópticas de las FONs obtenidas. De esta manera, los fluoroforos aniónicos solubles en agua, como la fluoresceína, fueron nano-estructurados encima de los QSs. Por otra parte, los fluoróforos lipófilos y no solubles en agua, modificados con largas cadenas alquílicas pueden incorporarse de forma estable en la membrana de los QSs, como se muestra en el caso de varias familias de colorantes, por ejemplo, las cianinas, los diketopirrolopirroles (DPP) y los derivados del fluorene. Los QSs fluorescentes mostraron una estabilidad óptica coloidal excepcional (hasta varios meses), un alto grado de homogeneidad estructural y altas eficiencias de fluorescencia, mostrando mejores prestaciones en comparación con otras nanoestructuras de los mismos fluoroforos. Además, con el objetivo de obtener nanopartículas multicolores, los Quatsomes permitieron cargar simultáneamente diferentes fluoroforos dentro de sus membranas, mostrando un mecanismo de transferencia de energía de resonancia de fluorescencia (FRET) altamente eficiente, una interesante herramienta para monitorear la integridad del carrier durante la administración del fármaco y para la adquisición de imágenes multicolores. En conclusión, los Quatsomes fluorescentes se probaron como nano-sondas para la obtención de imágenes de células in vitro. Se ha demostrado que los Quatsomes que incorporan derivados del fluorene (denominados LysoQS) constituyen una sonda lisosómica altamente específica, ideal para la adquisición de imágenes en tiempos largos. Además, los Quatsomes cargados de cianinas se utilizaron como sondas para técnicas de microscopía superresolución (STORM), que permitió la visualización y resolución de Quatsomes individuales tras la internalización en las células. Los resultados de esta tesis muestran que los Quatsomes fluorescentes, gracias a las ventajas ofrecidas en comparación con otros marcadores fluorescentes comúnmente empleados, son unas nanosondas altamente prometedoras, con posibles aplicaciones futuras en bioimagen, teragnostica y, en general, nanomedicina.
| Fecha de lectura | 28 abr 2017 |
|---|
| Idioma original | Inglés |
|---|
| Supervisor | Jaume Veciana Miró (Director/a), Nora Ventosa (Director/a) & Roser Pleixats Rovira (Director/a) |
|---|