Bio-Nanohybrid materials based on clays and phospholipids

Resumen

Materiales bio-nanoh¿¿bridos basados en el auto-ensamblaje de mol¿eculas de fosfol¿¿pidos y minerales de la arcilla proporcionan interfaces biomim¿eticas que pueden ser valiosas para la inmovilizaci¿on de forma no-degradatante de especies biol¿ogicas. Su posible implementaci¿on en aplicaciones tecnol¿ogicas se apoya fuertemente en la conservaci¿on de su conformaci¿on nativa, que puede verse alterada por interacciones con el material de soporte. Dichos biointerfaces se han preparado a partir de fosfatidilcolina que se asocia a las super¿cies de una arcilla laminar (montmorillonita) y del silicato micro¿broso sepiolita, as¿¿ como a un hidr¿oxido doble laminar de tipo Mg/Al. El estudio de las isotermas de adsorci¿on de l¿¿pidos permite la formaci¿on controlada de la mono- y la bicapa lip¿¿dica soportada, tanto en las super¿cies externas, como en el espacio intracristalino de la montmorillonita. La caracterizaci¿on f¿¿sico-qu¿¿mica sugiere enlaces de hidr¿ogeno e intercambio ¿¿onico como mecanismos principales de interacci¿on. Otro tipo de biointerface inspirado en la membrana de los eritrocitos se ha preparado sobre electrodos de oro para la fabricaci¿on de un biosensor impedimetrico de a¿nidad para la detection del virus de la gripe. La inmovilizaci¿on de los enzimas mod¿elicos ureasa y colesterol oxidasa indica que los bionanoh¿¿bridos basados en la sepiolita proporcionan una adecuada organizaci¿on estructural para los diferentes tipos de enzimas. Los ensayos revelan una actividad enzim¿atica mas alta en la membrana de bicapa l¿¿pidica para ambos enzimas. Esto ha promovido su incorporaci¿on en biosensores de urea y bioreactores de colesterol. H¿¿bridos de l¿¿pido-arcilla tambi¿en han sido evaluados para secuestrar micotoxinas demostrando una capacidad de retenci¿on mayor en comparaci¿on con organoarcillas convencionales del tipo alquilamonio. La membrana bicapa lip¿¿dica soportada en los hidr¿oxidos doble laminares y en la sepiolita permite la conservaci¿on de la elevada bioactividad de las particulas virales de la gripe y de la hemaglutinina, prote¿¿na de la membrana viral inmovilizada. Especialmente su estabilidad t¿ermica en estos soportes es superior al hidr¿oxido de aluminio empleado como adyuvante est¿andar. Estos resultados han conducido al estudio de inmunizaci¿on in vivo en ratones demonstrando que los bio-h¿¿bridos de sepiolita presentan una alta e¿cacia como soportes en vacunas de gripe. Los resultados obtenidos en esta Tesis con¿rman que las interfaces biomim¿eticas se pueden preparar de una manera controlada en los diferentes tipos de soporte inorgánico. La elecci¿on de dichos soportes puede aconsejar la sustituci¿on de soportes estandard, como las organoarcillas en el secuestro de micotoxinas o adyuvantes de al¿umino en formulaciones de vacunas. El biosensor de a¿nidad sin marcador muestra selectividad por los subtipos del virus de in¿uenza, pero al mismo tiempo, es m¿as f¿acil de usar que otros biosensores selectivos a la in¿uenza.