Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Surface plasmon resonance studies of pure protein-based fragments and protein-modified nanoparticles with Caco-2 intestinal cell model

Show full item record

Title: Surface plasmon resonance studies of pure protein-based fragments and protein-modified nanoparticles with Caco-2 intestinal cell model
Author(s): Espo, Erika
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Pharmacy
Degree program: Master's Programme in Pharmacy
Specialisation: Pharmaceutical technology
Language: English
Acceptance year: 2021
Abstract:
Nowadays, targetability studies usually require sample modifications and quite often, examination requires the use of directed light in harmful wavelengths. The surface plasmon resonance (SPR) technique does not need either of those actions. With SPR technology, the targetability of biomolecules can be studied in real-time and without any additional labels. The SPR response is received by measuring the change in surface plasmon resonance conditions due to refractive index changes caused by material interactions in the vicinity of a metal sensor surface. In the present study, the targetability of neonatal Fc receptor (FcRn) was studied by SPR. FcRn-mediated targetability studies were performed against protein A and human colorectal adenocarcinoma (Caco-2) immobilized on SPR sensors. The aim of the study was to confirm the FcRn targetability with bare Fc-fragment and Fc-fragment modified nanoparticles (NPs) designed for oral drug delivery. The NPs consisted of a core porous silicon (PSi) particle, entrapped into a lignin capsule, and finally functionalized with the FcRn-targeting ligand. Results confirmed the binding efficacy of bare Fc-fragment with protein A at pH 6.5, which was the critical pH value for preserving the lignin capsule around the PSi NPs. The cell-based SPR response was significantly higher for FcRn-targeted NPs when compared with non-functionalized NPs. According to these results, FcRn-mediated transcytosis emerges with great potential for oral drug delivery via Fc-functionalized NPs.
Nykyajan kohdentamistutkimukset vaativat yleensä näytteen muokkaamista ja melko usein koeasetelma edellyttää suoran valon käyttöä haitallisilla aallonpituuksilla. Pintaplasmoniresonanssi (surface plasmon resonance, SPR) -tekniikka ei edellytä kumpaakaan näistä toimista. SPR-tekniikalla biomolekyylien kohdennettavuutta voidaan tutkia reaaliaikaisesti sekä ilman leima-aineita. SPR:n vaste saadaan mittaamalla sensoripinnan läheisyydessä tapahtuvien materiaalien vuorovaikutusten ja täten taitekertoimen muutoksen aiheuttamaa pintaplasmonien resonanssiolosuhteiden muutosta. Tässä tutkimuksessa tutkittiin neonataalisen Fc-reseptorin (FcRn) kohdennettavuutta hyödyntäen SPR-tekniikkaa. FcRn-välitteisiä kohdentamistutkimuksia tehtiin SPR-sensoreille istutetuilla proteiini A -biomolekyyleillä ja ihmisen suolistosta peräisin olevilla adenokarsinooma (Caco-2) soluilla. Tutkimuksen tavoitteena oli varmistaa FcRn:n kohdennettavuus vapaan Fc-fragmentin ja Fc-fragmentilla muokattujen nanopartikkelien (NP) avulla, jotka oli suunniteltu suun kautta annosteltaviksi. NP:t koostuivat pohjimmiltaan huokoisista piihiukkasista (porous silicon, PSi), jotka ympäröitiin ligniinikapselilla ja lopulta funktionalisoitiin FcRn:iin kohdistuvalla ligandilla. Tulokset vahvistivat vapaan Fc-fragmenttien sitoutumistehokkuuden proteiinin A:n kanssa pH 6,5:ssä, joka oli kriittinen pH-arvo ligniinikapselin säilyttämiseksi PSi NP:n ympärillä. SPR-vaste oli huomattavasti suurempi FcRn-kohdennetuilla nanopartikkeleilla verrattuna ei-funktionalisoituihin nanopartikkeleihin. Näiden tulosten pohjalta kävi ilmi, että FcRn-välitteinen transsytoosi osoittaa merkittävän mahdollisuuden lääkkeiden annosteluun suun kautta Fc-funktionalisoitujen nanopartikkeleiden välityksellä.
Keyword(s): surface plasmon resonance porous silicon nanoparticles Fc-fragment protein A neonatal Fc receptor oral drug delivery


Files in this item

Files Size Format View
Espo_Erika_tutkielma_2021.pdf 1.710Mb PDF

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record