Endosomal escape of protein nanoparticles engineered through humanized histidine-rich peptides
López-Laguna, Hèctor (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Cubarsi, Rafael (Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Matemàtiques)
Unzueta Elorza, Ugutz (Institut d'Investigació Biomèdica Sant Pau)
Mangues, Ramon (Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Matemàtiques)
Vázquez Gómez, Esther (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Villaverde Corrales, Antonio (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)

Data:	2020
Resum:	Poly-histidine peptides such as H6 (HHHHHH) are used in protein biotechnologies as purification tags, protein-assembling agents and endosomal-escape entities. The pleiotropic properties of such peptides make them appealing to design protein-based smart materials or nanoparticles for imaging or drug delivery to be produced in form of recombinant proteins. However, the clinical applicability of H6-tagged proteins is restricted by the potential immunogenicity of these segments. In this study, we have explored several humanized histidine-rich peptides in tumor-targeted modular proteins, which can specifically bind and be internalized by the target cells through the tumoral marker CXCR4. We were particularly interested in exploring how protein purification, self-assembling and endosomal escape perform in proteins containing the variant histidine-rich tags. Among the tested candidates, the peptide H5E (HEHEHEHEH) is promising as a good promoter of endosomal escape of the associated full-length protein upon endosomal internalization. The numerical modelling of cell penetration and endosomal escape of the tested proteins has revealed a negative relationship between the amount of protein internalized into target cells and the efficiency of cytoplasmic release. This fact demonstrates that the His-mediated, proton sponge-based endosomal escape saturates at moderate amounts of internalized protein, a fact that might be critical for the design of protein materials for cytosolic molecular delivery.
Ajuts:	Ministerio de Ciencia e Innovación BIO2016-76063-R Instituto de Salud Carlos III PIE15//00028 Instituto de Salud Carlos III PI18/00650 Instituto de Salud Carlos III PI15/00272 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2019/FI_B 00352 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-865 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-229
Nota:	Altres ajuts: EU COST Action CA 17140. AV received an ICREA ACADEMIA award
Drets:	Tots els drets reservats.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Matèria:	Protein materials ; Nanoparticles ; Genetic design ; Endosomal escape ; Poly-histidines
Publicat a:	Science China Materials, Vol. 63, issue 4 (April 2020) , p. 644-653, ISSN 2199-4501

DOI: 10.1007/s40843-019-1231-y

Postprint 22 p, 684.9 KB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències de la salut i biociències > Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB)
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències de la salut i biociències > Institut d'Investigació Biomèdica Sant Pau
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats