Articulo de referencia

Dextrano acetilado

El dextrano acetalado es un polímero biodegradable basado en dextrano que tiene grupos hidroxilo modificados con acetal . Después de la síntesis, el polisacárido hidrófilo dextr...

El dextrano acetalado es un polímero biodegradable basado en dextrano que tiene grupos hidroxilo modificados con acetal . Después de la síntesis, el polisacárido hidrófilo dextrano se vuelve insoluble en agua, pero soluble en solventes orgánicos . Esto le permite ser procesado de la misma manera que muchos poliésteres , como el ácido poli(láctico-co-glicólico) , a través de procesos como la evaporación y emulsión del solvente . [1] El dextrano acetalado es estructuralmente diferente del dextrano acetilado .

Historia

El dextrano acetilado se informó por primera vez en 2008 en el laboratorio de Jean Fréchet en la Facultad de Química de la Universidad de California, Berkeley . [2] [3] Esta versión de dextrano acetilado, a menudo abreviada Ac-DEX, tiene dextrano y niveles extremadamente bajos de acetona y metanol como productos de degradación. En 2012, en el laboratorio de Kristy Ainslie , en la Facultad de Farmacia de la Universidad Estatal de Ohio , se modificó la síntesis de polímeros para liberar etanol en lugar de metanol tras la degradación. [4] La versión productora de etanol del dextrano acetilado a menudo se abrevia Ace-DEX.

Propiedades

Acetales cíclicos y acíclicos sobre dextrano acetalado que se degrada a dextrano, acetona y etanol.

Durante la síntesis de dextrano acetalado se forman tanto acetales acíclicos como cíclicos. Los acetales acíclicos se degradan en una acetona y un alcohol , mientras que los acetales cíclicos se degradan en acetona . La proporción de acetales cíclicos a acíclicos varía con el tiempo de reacción ya que los acetales acíclicos son favorecidos cinéticamente y los acetales cíclicos son los favorecidos termodinámicamente . [5] Esta formación única de acetales cíclicos y acíclicos conduce a un tiempo de degradación variable porque los dos grupos acetal se hidrolizan a diferentes velocidades. El tiempo de degradación del dextrano acetalado puede variar de horas a un mes o más a pH 7,2. [4] [5] [6] Además, el dextrano acetalado es único porque es sensible al ácido. Por lo tanto, a un pH más bajo, el dextrano acetilado se degrada más rápidamente, lo que da como resultado un polímero que se degrada aproximadamente dos logaritmos más rápido a pH 5 en comparación con pH 7. La sensibilidad al ácido de Ac-DEX ha demostrado, cuando se formula en nanopartículas que encapsulan un antígeno proteico , una presentación más eficiente del antígeno tanto al MHC de clase I como al MHC de clase II , sobre otros polímeros no sensibles al ácido como PLGA y materiales no degradables como las nanopartículas de oro. [5]

Aplicaciones

Debido a la capacidad del dextrano acetilado de degradarse más rápidamente en entornos de pH bajo, como el fagolisosoma de un macrófago o una célula dendrítica , se ha utilizado como micro / nanopartículas poliméricas . El dextrano acetilado se desarrolló originalmente como un portador de vacunas, pero se ha utilizado para la administración de fármacos , la ingeniería de tejidos y la administración de vacunas contra enfermedades infecciosas . [1] [7] Sus tasas de degradación únicas han llevado a una liberación finamente ajustada de proteínas terapéuticas [8] y elementos de vacunas. [9] [10]

También se ha demostrado que Ac-DEX permite almacenar proteínas fuera de la cadena de frío . [11]

La formación de nanopartículas con Ac-DEX se puede realizar a través de métodos estándar como emulsión, secado por aspersión y electrospray. [12] Mediante sonicación, se han incorporado nanopartículas inorgánicas en partículas de Ac-DEX para obtener un material compuesto para la terapia contra el cáncer. Artículo "Nanopartículas espinosas contra el cáncer" . Weinheim, Alemania. 2017-03-09 . Consultado el 2024-09-16 .También se han utilizado como material central para el recubrimiento de la membrana celular. [13]

Referencias

  1. ^ ab Bachelder, EM; Pino, EN; Ainslie, KM (febrero de 2017). "Dextrano acetilado: un biopolímero modulable y lábil a los ácidos con una síntesis sencilla y una amplia gama de aplicaciones". Chem Rev . 117 (3): 1915–1926. doi :10.1021/acs.chemrev.6b00532. PMID  28032507.
  2. ^ Bachelder, EM; Beaudette, TT; Broaders, KE; Dashe, J; Fréchet, JM (agosto de 2008). "Dextrano derivado de acetal: un material biodegradable sensible al ácido para aplicaciones terapéuticas". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 130 (32): 10494–5. doi :10.1021/ja803947s. PMC 2673804. PMID  18630909 . 
  3. ^ Frechet, JM; Bachelder, EM; Beaudette, TT; Broaders, KE. "Materiales polihidroxilados modificados biodegradables y degradables con ácido". Patente de Google .
  4. ^ ab Kauffman, KJ; Do, C; Sharma, S; Gallovic, MD; Bachelder, EM; Ainslie, KM (agosto de 2012). "Síntesis y caracterización de polímeros y micropartículas de dextrano acetalados con etanol como producto de degradación". ACS Appl Mater Interfaces . 4 (8): 4149–55. doi :10.1021/am3008888. hdl : 1811/86186 . PMID  22833690.
  5. ^ abc Broaders, KE; Cohen, JA; Beaudette, TT; Bachelder, EM; Fréchet, JM (abril de 2009). "El dextrano acetilado es un material química y biológicamente ajustable para la inmunoterapia particulada". PNAS . 106 (14): 5497–502. Bibcode :2009PNAS..106.5497B. doi : 10.1073/pnas.0901592106 . PMC 2666992 . PMID  19321415. 
  6. ^ Chen, N; Collier, MA; Gallovic, MD; Sanchez, CC; Fernandes, EQ; Bachelder, EM; Ainslie, KM (octubre de 2016). "La degradación del dextrano acetalado se puede ajustar ampliamente en función de la cobertura de acetal cíclico y el peso molecular". Int J Pharm . 512 (1): 147–157. doi :10.1016/j.ijpharm.2016.08.031. PMID  27543351.
  7. ^ Wang, S; Fontana, F; Shahbazi, MA; Santos, H (2021). "Nanopartículas y micropartículas basadas en dextrano acetilado: síntesis, fabricación y aplicaciones terapéuticas". Chem Commun . 57 (35): 4212–4229. doi :10.1039/D1CC00811K.
  8. ^ Suarez, S; Grover, GN; Braden, RL; Christman, KL; Almutairi, A (2013). "Liberación de proteínas ajustable a partir de micropartículas de dextrano acetaladas: una plataforma para la administración de terapias proteicas al corazón después de un infarto de miocardio". Biomacromolecules . 14 (11): 3927–35. doi :10.1021/bm401050j. PMC 3910395 . PMID  24053580. 
  9. ^ Chen, N; Gallovic, MD; Tiet, P; Ting, JP; Ainslie, KM; Bachelder, EM (2018). "Investigación de una plataforma de micropartículas de dextrano acetalizado ajustable para optimizar la eficacia de la vacuna contra la influenza basada en M2e". Journal of Controlled Release . 289 : 114–124. doi :10.1016/j.jconrel.2018.09.020. PMC 6365168 . PMID  30261204. 
  10. ^ D'Lima, Jessica (4 de septiembre de 2018). "Administración de fármacos que responde a estímulos: una nueva forma de tratar la gota". Advanced Science News . Wiley . Consultado el 31 de diciembre de 2018 .
  11. ^ Kanthamneni, N; Sharma, S; Meenach, S; Billet, B; Zhao, J; Bachelder, E; Ainslie, K (julio de 2012). "Estabilidad mejorada de la peroxidasa de rábano picante encapsulada en micropartículas de dextrano acetaladas almacenadas fuera de las condiciones de la cadena de frío". Int J Pharm . 431 (1–2): 101–10. doi :10.1016/j.ijpharm.2012.04.043. PMID  22548844.
  12. ^ Wang, S; Fontana, F; Shahbazi, MA; Santos, H (2021). "Nanopartículas y micropartículas basadas en dextrano acetilado: síntesis, fabricación y aplicaciones terapéuticas". Chem Commun . 57 (35): 4212–4229. doi :10.1039/D1CC00811K.
  13. ^ Jakaria, MJ; Sorkhdini, P; Yang, D; Zhou, Z; Meenach, S (2022). "Nanopartículas recubiertas de membrana de células pulmonares capaces de mejorar la internalización y translocación en células epiteliales pulmonares". Int J Pharm . 613 : 121418. doi :10.1016/j.ijpharm.2021.121418. PMC 8792290 . PMID  34954003. 
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