Obtención de conjugados péptidos-nanopartículas metálicas para el desarrollo de una nueva estrategia terapéutica para la enfermedad de Alzheimer

Abstract

El desafío que plantea el tratamiento de patologías producidas por el plegamiento incorrecto y la agregación de proteínas que dan origen a especies tóxicas, ha llevado a nuestro grupo de investigación al desarrollo de una nueva estrategia terapéutica basada en el empleo de nuevos nanobiomateriales. Nanopartículas de oro (AuNP) conjugadas a péptidos con afinidad por los agregados proteicos tóxicos que desencadenan estas enfermedades, podrían ser dirigidas específicamente a éstos y efectuar localmente una suerte de “cirugía molecular” al ceder la energía que se les puede entregar a través de campos magnéticos oscilantes, convirtiéndolos de esta manera en especies menos tóxicas. Así, esta tesis se enmarca dentro de la primera etapa de este proyecto y pretende obtener conjugados AuNP-Péptidos estables y capaces de unirse selectivamente a los agregados tóxicos de la proteína -amiloide (A) involucrada en la enfermedad de Alzheimer.

En consecuencia, se sintetizaron AuNP a través de la reducción de ácido tetracloroáurico (HAuCl4) con citrato de sodio dihidratado en presencia y ausencia de -ciclodextrinas,se conjugaron al péptido CLPFFDNH2 (INH), péptido modificado a partir del péptido disruptor de láminas  LPFFDNH2 que posee afinidad por los agregados tóxicos de A, y a dos de los isómeros de INH para evaluar si el grado de interacción con los agregados de A es secuencia dependiente. Finalmente, se evaluó la estabilidad de los conjugados obtenidos en diferentes condiciones de pH, temperatura, y fuerza iónica, teniendo en cuenta realidades cercanas a las fisiológicas. Se obtuvieron AuNP con tamaños promedio de 6 y 10 nm, y conjugados AuNP-Péptido que mostraron afinidad por A y ser estables a pHs que se aproximan a los fisiológicos y concentraciones cercanas a 100 mM de NaCl, lo que traza un camino prometedor hacia el desarrollo de esta nueva estrategia terapéutica para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades conformacionales.

The challenge depicted by the treatment of pathologies resulting from the protein misfolding and aggregation that brings forth toxic species, has lead our researching group to the development of a new therapeutic strategy based on the manipulation of new nanobiomaterials. Gold nanoparticles (AuNP) coated with peptides of high affinity for toxic protein deposits that triggers this diseases, could be targeted specifically to them and give rise to a sort of local “molecular surgery” when delivering of energy taken from an applied oscillating magnetic fields occurs through them, turning the deposits in a less toxic species. Thus, this thesis is framed as the first stage of this project and pursues to obtain stable AuNP-Peptides conjugates able to selectively attach to the toxic deposits of the amylloid b protein (Ab) involved in Alzheimer’s disease. In consequence, AuNP were synthesized through tetrachloroauric acid (HAuCl4) reduction performed with dihydrated sodium citrate in presence and absence of b-cyclodextrins, then conjugated to the peptide CLPFFDNH2 (INH), peptide resulting from the modification of the high affinity Ab deposits b-sheet breaker peptide LPFFDNH2, and two INH isomeric peptides to evaluate if the interaction level with Ab deposits is sequence subjected. Finally, AuNP-Peptide stability were evaluated under several pH, temperature, and ionic force conditions, considering parameters closer to physiological frames. AuNP of 6 and 10 nm size and conjugates of AuNP-Peptides that showed Ab deposits affinity were obtained, exhibiting stability under pH conditions around the physiological and NaCl concentrations closer to 100 mM, which trace a promising road toward the development of a new therapeutic strategy for the treatment of Alzheimer’s disease and related conformational diseases.