Development of a new drug delivery system for future application in cancer therapy

• Author(s): Gaspar, Vítor Manuel Abreu
• Date: 2010
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.6/2308
• Origin: uBibliorum
• Subject(s): Cancro - Terapia génica; Células cancerígenas - DNA plasmídico - Nanosistemas
• Document Type: Master thesis
• Language: English
• Advisor(s): Correia, Ilídio Joaquim Sobreira; Sousa, Fani Pereira de
• Contributor(s): uBibliorum

Description

During the past few decades gene therapy has become a promising alternative for the treatment of many incurable diseases such as cancer. This extremely complex disease possesses characteristics that make most of the generally used treatments rather ineffective. The research work presented in this thesis attempts to take advantage of novel non-viral gene therapeutic approaches based on plasmidic DNA and nanoparticulated systems that might provide the foundation for the development of a novel therapeutic treatment from the production to a real application in the everyday life of cancer patients. Hence the production of an expression vector that encodes for a tumor suppressor, p53 was promoted in recombinant organisms. Subsequently the different plasmid DNA isoforms were isolated and the supercoiled isoform, the one biologically active and with enhanced transfection efficiency was purified by affinity chromatography. Following this purification and recovery the development of novel nanoparticle systems that could deliver the exogenous DNA into the malignant cells was promoted. Nanoparticulated systems produced with chitosan demonstrated small size ranges and suitable properties for the encapsulation of plasmidic DNA. Additionally, transfection of eukaryotic neoplastic cells revealed the suitability of the nanocarrier as a novel delivery system of p53 expression vectors to cancer.

Durante as últimas décadas a terapia génica tornou-se uma alternativa promissora no tratamento de muitas doenças incuráveis, como é o caso cancro. Esta doença extremamente complexa possui características que fazem com que os tratamentos geralmente administrados sejam ineficazes. O trabalho de investigação apresentado nesta tese pretende tirar partido das novas abordagens terapêuticas baseadas no DNA plasmídico e em nanossistemas. A conjugação destas tecnologias pode conter a chave para o desenvolvimento de pacientes com cancro. Tendo por base este pressuposto, um vector de expressão plasmídico que codifica para uma proteína supressora de tumores, a p53 foi produzido em organismos recombinantes. Subsequentemente, as diferentes isoformas do plasmídeo foram isoladas e a isoforma superenrolada, a que possui actividade biológica e com melhor eficiência de transfecção, foi purificada por cromatografia de afinidade. Após esta purificação e recolha promoveu-se o desenvolvimento de novos nanossistemas que fossem capazes de entregar o DNA exógeno nas células cancerígenas. Os nanossistemas produzidos com quitosano apresentam gamas de tamanho pequenas e propriedades adequadas para a encapsulação do DNA plasmídico. Adicionalmente, a transfecção de células eucarióticas neoplásicas, revelou a potencialidade da aplicação destes nanossistemas como novos veículos de transporte de vectores que expressem a p53 até aos tumores.