| Popis: |
Le piante sono un sistema di espressione competitivo rispetto ai sistemi tradizionali di espressione eterologa basati su cellule batteriche, di insetto o di mammifero, in quanto permettono una notevole riduzione dei costi per la produzione su larga scala, la possibilità di scalabilità, la biosicurezza ed il loro impiego risulta garantire la sostenibilità ed il rispetto ambientale. Specialmente in campo vaccinologico, gli organismi vegetali sono stati largamente impiegati negli ultimi decenni come biofabbrica per la produzione di antigeni o per la replicazione di virus vegetali chimerici, utilizzati come carrier di peptidi immunogenici. I virus vegetali presentano infatti dimensioni adatte per le applicazioni nanotecnologiche e risultano essere uniformi dal punto di vista strutturale, robusti, biodegradabili e facili da produrre. Viste queste promettenti potenzialità, nella prima parte del progetto di dottorato è stato sviluppato, caratterizzato ed ottimizzato il sistema di nanoparticelle basate sul virus vegetale TBSV, che può essere funzionalizzato a livello genetico e/o chimico per modificare la superficie esterna delle nanoparticelle virali (VNPs) e può essere sfruttato per l’intrappolamento di piccole molecole all’interno delle cavità interne delle VNPs. La caratterizzazione a livello bio-fisico mediante AFM ha messo in luce inoltre l’enorme stabilità e resistenza alla frattura delle VNPs, evidenziando la loro potenzialità come nanocontenitori. Inoltre tale piattaforma si è dimostrata molto promettente per applicazioni di carattere biomedico, volte allo sviluppo di strategie sostenibili per il controllo della leishmaniosi canina. Innanzitutto le VNPs chimeriche (CVNPs) esponenti sulla superficie esterna dei virioni il peptide chimerico costituito dalla fusione di entrambe le porzioni immunogeniche selezionate dalla glicoproteina GP63, in combinazione con l’adiuvante BCG o in forma aggregata, sono state in grado di sviluppare una risposta immunitaria, correlabile con un probabile stato di protezione nei topi vaccinati. Infine sono state realizzate CVNPs esponenti sulla superficie esterna peptidi antimicrobici con attività leishmanicida, che dovrebbero agire direttamente sull’agente eziologico della malattia, causandone la morte. Plants are a competitive system compared to traditional suspension culture based technologies such as mammalian, microbial and insect cells, because they are safe, scalable and economic and their use guarantees sustainability and environmental compatibility. During the last decades, especially for vaccine design, plants have been employed as biofactories for the production of antigens or for the replication of chimeric plant virus nanoparticles (CVNPs) used as carriers of peptide immunogens. Plant viruses bear proper dimensions for nanoscale applications and are structurally uniform, biodegradable, robust and easy to produce. For these reasons, at the beginning, the development, characterization and optimization of a TBSV based nanovector have been realized. This multivalent platform can be functionalized genetically and/or chemically in order to modify the external surface of virions or can be used for the encapsulation of small molecules in the internal cavity of VNPs. The analyses conducted using an Atomic Force Microscopy have demonstrated that TBSV-VNPs are highly stable and can be permanently deformed without fracture, underlining their potentiality as nanocontainers. Moreover, this system has been very promising for biomedical applications concerning the development of sustainable control strategies for canine leishmaniasis. CVNPs displaying a chimeric peptide constituted by the fusion of two heterologous peptides derived from GP63 metalloprotease, crosslinked or administered with BCG adjuvant, have been able to induce immune responses, suggesting a possible vaccine protection in mice. CVNPs displaying antimicrobial peptides with leishmanicidal activity have been also realized to be employed for direct Leishmania protozoa inactivation. Dottorato di ricerca in Scienze e tecnologie per la gestione forestale e ambientale |
