In vivo architectonic stability of fully de novo designed protein-only nanoparticles
Céspedes, María Virtudes (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
Unzueta Elorza, Ugutz (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Tatkiewicz, Witold (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
Sánchez Chardi, Alejandro (Universitat Autònoma de Barcelona. Servei de Microscòpia)
Conchillo-Solé, Oscar (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Álamo, Patricia (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
Xu, Zhikun (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Casanova Rigat, Isolda (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
Corchero Nieto, José Luis (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Pesarrodona Roches, Mireia (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Cedano Rodríguez, Juan Antonio (Universidad de la República (Uruguai). Laboratorio de Inmunologia)
Daura i Ribera, Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Ratera Bastardas, Imma (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
Veciana i Miró, Jaume (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
Ferrer-Miralles, Neus (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Vázquez Gómez, Esther (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Villaverde Corrales, Antonio (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Mangues, Ramon 1957- (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)

Fecha:	2014
Resumen:	The fully de novo design of protein building blocks for self-assembling as functional nanoparticles is a challenging task in emerging nanomedicines, which urgently demand novel, versatile, and biologically safe vehicles for imaging, drug delivery, and gene therapy. While the use of viruses and virus-like particles is limited by severe constraints, the generation of protein-only nanocarriers is progressively reachable by the engineering of protein-protein interactions, resulting in self-assembling functional building blocks. In particular, end-terminal cationic peptides drive the organization of structurally diverse protein species as regular nanosized oligomers, offering promise in the rational engineering of protein self-assembling. However, the in vivo stability of these constructs, being a critical issue for their medical applicability, needs to be assessed. We have explored here if the cross-molecular contacts between protein monomers, generated by end-terminal cationic peptides and oligohistidine tags, are stable enough for the resulting nanoparticles to overcome biological barriers in assembled form. The analyses of renal clearance and biodistribution of several tagged modular proteins reveal long-term architectonic stability, allowing systemic circulation and tissue targeting in form of nanoparticulate material. This observation fully supports the value of the engineered of protein building blocks addressed to the biofabrication of smart, robust, and multifunctional nanoparticles with medical applicability that mimic structure and functional capabilities of viral capsids.
Ayudas:	Instituto de Salud Carlos III PI12/00327 Instituto de Salud Carlos III PI12/01861 Ministerio de Economía y Competitividad CTQ2010-19501 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2009/SGR-108 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2009/SGR-516 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2009/SGR-1437
Derechos:	Tots els drets reservats.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Materia:	Protein nanoparticles ; Building blocks ; Genetic engineering ; Biodistribution ; Targeting ; Drug delivery ; Nanoparticles ; Self-assembling ; Architectonic stability ; Protein folding ; Artificial viruses
Publicado en:	ACS nano, Vol. 8, Num. 5 (May 2014) , p. 4166-4176, ISSN 1936-086X

DOI: 10.1021/nn4055732

Post-print 30 p, 8.7 MB

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