Síntesis y caracterización de micropartículas tioladas y sulfonatadas de quitosano para la formulación de una vacuna oral contra circovirus porcino tipo II (PCV2)

Abstract

El uso de micropartículas (MPs) de polímeros naturales ha sido descrito como una innovadora técnica de formulación de adyuvantes para diversas vacunas. Para esta memoria de título se utilizó quitosano (Qo) como polímero natural el cual se funcionalizó con grupos azufrados para preparar quitosano tiolado (QT) y sulfonado (QS). Con estos quitosanos se formularon micropartículas de quitosano tioladas (MPQT) y de quitosano sulfonadas (MPQS) cargadas con el antígeno del circovirus porcino tipo II (PCV2). Las micropartículas de quitosano (MPQ) formuladas y cargadas fueron obtenidas mediante técnicas de gelificación iónica y secado por atomización. Se determinó la presencia de grupos azufrados en las MPQ mediante Espectroscopía infrarroja transformada de Fourier (FTIR) y se caracterizaron en cuanto a morfología, tamaño y cantidad de carga mediante microscopía electrónica de barrido o Scanning Electron Microscope (SEM) y potencial Zeta. Por otro lado, además se evaluaron parámetros de Eficiencia de encapsulación (EE) y Rendimientos de la producción (R), se determinó también la presencia de antígeno mediante Dot Blot y se realizaron estudios in vitro de mucoadhesividad. Los resultados obtenidos por FTIR indicaron la aparición de nuevos picos de absorción que coinciden con los grupos -SH, con enlaces C-O-S y para grupos S=O. Mediante SEM se observó la formación de MPs de Qo con formas más o menos esféricas, bordes definidos, superficie lisa a rugosa, y tamaños que variaron entre 1 y 50 µm. Mediante potencial Zeta las MPQC y MPQT presentaron carga neta positiva mientras que las MPQS presentaron carga neta negativa. Todas las MPs poseen valores de EE superiores a 80%, R sobre 30% para MPs 1X y son positivas a la presencia de antígeno Cap de PCV2 al análisis por Dot Blot. Finalmente, los ensayos de mucoadhesividad mostraron que las MPQT y MPQS presentaron mejor mucoadhesividad respecto a MPQC. En conclusión, se logró preparar y caracterizar Qo funcionalizado con grupos tiol y sulfonato, formular tres tipos de MPs de Qo cargadas con antígeno Cap de PCV2 y caracterizadas en su totalidad.

The use of microparticles (MPs) of natural polymers has been described as an innovative technique of formulating adjuvants for various vaccines. For this title memory chitosan (Qo) was used as the natural polymer which was functionalized with sulfur groups to prepare thiolated (QT) and sulfonated chitosan (QS). With these chitosans, thiolated chitosan microparticles (MPQT) and sulphonated chitosan microparticles (MPQS) loaded with the porcine circovirus type II (PCV2) antigen were formulated. The formulated and loaded chitosan microparticles (MPQ) were obtained by ionic gelation and spray drying techniques. It was determined the presence of sulfur groups in the MPQ by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and these MPs were characterized in terms of morphology, size and amount of charge by means of Scanning Electron Microscope (SEM) and Zeta potential, besides evaluating such parameters such as encapsulation efficiency (EE) and yields of production (R), the presence of antigen was also evaluated by Dot Blot and finally in vitro mucoadhesivity studies were performed. The results obtained by FTIR indicate the occurrence of new absorption peaks that coincide with the groups -SH, with C-O-S bonds and for S = O groups. By SEM the formation of MPs of Qo with more or less spherical shapes, defined edges, smooth to rough surface, and sizes varying between 1 and 50 μm are observed. By means of zeta potential the MPQC and MPQT presented positive net load while the MPQS presented negative net load. All MPs have EE values higher than 80%, R about 30% for 1X MPs and are positive for the presence of PCV2 Cap antigen at Dot Blot analysis. Finally, mucoadhesivity assays show that MPQT and MPQS had better mucoadhesivity with respect to MPQC. In conclusion, it is possible to prepare and characterize Qo functionalized with thiol and sulfonate groups, to formulate three types of Qo MPs loaded with PCV2 Cap antigen and to characterize them in their entirety.