Objetivo 8

Desarrollo de nanocontenedores y nanotransportadores proteicos

Las cápsidas virales son compartimentos cerrados formados por múltiples copias de una o varias proteínas. Debido a su estabilidad y versatilidad, las cápsidas virales pueden ser usadas como vehículos para la encapsulación de materiales para aplicaciones en nanotecnología. Las unidades estructurales de la cápsida, bajo determinadas condiciones, se autoensamblan en pseudopartículas virales (VLPs), que consisten en ensamblados macromoleculares estructuralmente idénticos a los virus, obtenidos generalmente a partir de la expresión recombinante de una o varias proteínas de la cápsida del virus. Las VLPs son excelentes modelos para realizar ingeniería de contenedores, ya que mediante modificaciones introducidas en las proteínas estructurales se puede alterar el tamaño de la cápsida. Además de su uso como nanocontenedor, la posibilidad de introducir modificaciones químicas y genéticas en proteínas y ácidos nucleicos permite modificar las propiedades de las VLPs para ser usados como nanotransportadores, en este caso plataformas para el posicionamiento específico de especies funcionales en las superficies interna y/o externa.

Fig. 1. Estructura tridimensional de distintos virus, VLPs y estructuras helicoidales constituidas por las proteínas estructurales de la cápsida. IBDV: virus de la bursitis infecciosa de pollos; el virión tiene una cápsida T=13 (izquierda), pero se pueden formar capsidas T=7 (derecha, azul), T=1 (SVP, T=1) y estructuras tubulares (pVP2) a partir de variantes estructurales de las mismas subunidades. RnQV1: quadrivirus 1 del ascomiceto Roselina necatrix. HvV190S: virus de Helminthosporium victoriae 190S. PcV: chrysovirus de Penicillium chrysogenum. HRV2: rhinovirus humano A2. CCMV: virus del moteado clorótico del guisante; los monómeros de la cápsida ensamblan como cápsidas T=3 (blanco) y T=1 (rojo). RHDV: VLPs T=3 del virus de la fiebre hemorrágica del conejo. T7: cápsida T=7 (izquierda) y procápsida (derecha) del bacteriófago T7.

Fig. 2. Ensamblaje de pseudopartículas virales (VLPs) para ser utilizadas como plataformas para desarrollar nanocontenederores (y nanotransportadores) en áreas de interés como la nanomedicina, nanotecnología y ciencia de materiales. (A) Autoensamblaje de nanoesferas de 10 nm del cromóforo ftalocianina en el interior de la cápsida T=1 (20 nm de diámetro) formada a partir de las subunidades estructurales, dímeros de la proteína de la cápsida, del virus del moteado clorótico del guisante. La formación de las nanopartículas de ftalocianina es una consecuencia de la simetría y tamaño impuestos por la cápsida T=1. (B) Encapsulación de dímeros de ftalocianina en el interior de la cápsida T=3 del CCMV de 28 nm de diámetro (Chem. Science 5: 575-581, 2014).