Nanogeles bifuncionales y su aplicación en vacunación transdermal

Abstract

In this thesis, a needle-free, easy to use and non-invasive vaccination system was developed. The system consist of nanogels that have two functions (that is why we call them bifunctional): they are sensitive to temperature and have film-forming capacity. Nanogels are polymer networks of nanometric sizes that have ideal properties for biomedical applications, such as high water content, flexibility, cellular compatibility, etc. The nanogels developed in this Thesis are able to contract at skin temperature, so that if an immunogenic protein (responsible for the generation of immune response) is loaded inside, they can release it in a controlled manner once they are exposed to the skin. In addition, the film-forming capacity of the bifunctional nanogels provides the possibility of forming a transdermal vaccination patch previously to application or directly on the skin by applying the dispersion of the bifunctional nanogels. The presence of this film in both forms of application generates an occlusion that increases the skin permeability, improving the ability of the system to release the vaccine specifically at the site of action of the immunocompetent cells, to unleash an immune response.The thesis covers the design and synthesis of bifunctional nanogels, followed by an exhaustive study of these nanogels and the films formed from them, until their application in vitro and in vivo with a model immunogenic protein.

En esta tesis se desarrolló un sistema de vacunación libre de agujas, fácil de usar y no invasivo, que consiste en nanogeles que presentan dos funciones (por eso los llamamos bifuncionales): son sensibles a la temperatura y tienen capacidad de formar un film o película. Los nanogeles son redes poliméricas de tamaños nanométricos que tienen propiedades ideales para aplicaciones biomédicas, como un alto contenido acuoso, flexibilidad, compatibilidad celular, etc. Los nanogeles desarrollados en esta tesis son capaces de contraerse a la temperatura de la piel, de manera que si se carga una proteína inmunogénica (responsable de la generación de respuesta inmunológica) en su interior, estos pueden liberarla de forma controlada una vez que son expuestos a la piel. Además, la capacidad de formación de film de los nanogeles bifuncionales brinda la posibilidad de formar un parche de vacunación transdermal previamente o de aplicar la dispersión de los nanogeles bifuncionales directamente sobre la piel para formar la película in-situ. c La tesis abarca desde el diseño y la síntesis de los nanogeles bifuncionales, seguida por el estudio exhaustivo de estos nanogeles y de los films formados a partir de ellos, hasta su aplicación in vitro e in vivo con una proteína inmunogénica modelo.