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

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202108313584
Title: Surface plasmon resonance studies of pure protein-based fragments and protein-modified nanoparticles with Caco-2 intestinal cell model
Alternative title: Täysproteiinipohjaisten osien ja proteiinipäällysteisten nanopartikkelien pintaplasmoniresonanssitutkimukset Caco-2-suolistosolumallilla
Author: Espo, Erika
Other contributor: Helsingin yliopisto, Farmasian tiedekunta
University of Helsinki, Faculty of Pharmacy
Helsingfors universitet, Farmaceutiska fakulteten
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2021
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202108313584
http://hdl.handle.net/10138/333840
Thesis level: master's thesis
Degree program: Proviisorin koulutusohjelma
Master's Programme in Pharmacy
Utbildningsprogrammet för provisorexamen
Specialisation: Farmasian teknologia
Pharmaceutical technology
Farmaceutisk teknologi 
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.
Subject: surface plasmon resonance
porous silicon
nanoparticles
Fc-fragment
protein A
neonatal Fc receptor
oral drug delivery


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Espo_Erika_tutkielma_2021.pdf 1.710Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record