[ca] L'actual transferència de coneixements des de l'escala de laboratori d'investigació als productes farmacèutics i les teràpies humanes és limitada, entre altres raons, a causa de la percepció de les cèl·lules com caixes negres, en què hi ha entrades i sortides però es presta poca atenció als processos cel·lulars interns que regeixen els resultats generals. Aquesta tesi doctoral proposa un mètode per estudiar els mecanismes cel·lulars que intervenen en la internalització NPs i la transfecció de cèl·lules, que sovint passen desapercebuts. És a dir, mitjançant el desenvolupament d'una nova classe de nanopartícules multicomponents derivades d'un sistema polimèric de gene delivery de bon rendiment, es projecta aquí una inspecció des de l'interior de les cèl·lules que permetrà no només comprendre millor els resultats dels experiments cel·lulars, sinó també establir les bases d'una plataforma de teràpia cel·lular innovadora i millorada. En primer lloc, s'estudiaran els mecanismes intracel·lulars d'autofàgia i producció exosomes utilitzant poliplexes OM-pBAE en combinació amb nanopartícules metàl·liques. S'investigarà el paper del component polimèric i metàl·lic de sistema en aquests dos mecanismes cel·lulars que es indueixen amb la transfecció cel·lular. També es supervisarà l'avaluació de la ubicació intracel·lular dels complexos. A continuació, s'analitzaran les interaccions d'aquests sistemes de gene delivery amb les proteïnes presents en el medi biològic, ja que tenen un gran impacte en la internalització cel·lular. I, finalment, amb el coneixement tant dels mecanismes cel·lulars subjacents a la transfecció cel·lular com de l'efecte de la corona proteica en els perfils d'internalització cel·lular de les diferents nanopartícules, es proposarà l'aplicació dels nostres sistemes de gene delivery a un propòsit més desafiant: la modificació de les cèl·lules mare mesenquimals per al seu posterior ús com a estratègies de teràpia cel·lular. En conclusió, en aquesta tesi s'han emprat nanopartícules multicomponents per realitzar un estudi exhaustiu dels mecanismes cel·lulars induïts en la transfecció cel·lular. S'han utilitzat sistemes de lliurament de gens compostos de poliplexes fets d'OM-pBAE i pDNA i un component metàl·lic que són nanopartícules d'or o SPIONs per obrir les cèl·lules i analitzar els processos intra i intercel·lulars que dicten el destí dels vectors internalitzats - la autofàgia i la producció de exosomes -, estudiar la seva interacció amb les proteïnes i demostrar que aquest fenomen és clau per a la seva absorció cel·lular i, finalment, aplicar el coneixement de les seves propietats i capacitats per modificar genèticament les cèl·lules reticents a la transfecció que s'utilitzen per a les estratègies de teràpia cel·lular.

[es] La actual transferencia de conocimientos desde la escala de laboratorio de investigación a los productos farmacéuticos y las terapias humanas es limitada, entre otras razones, debido a la percepción de las células como cajas negras, en las que hay entradas y salidas pero se presta poca atención a los procesos celulares internos que rigen los resultados generales. Esta tesis doctoral propone un método para estudiar los mecanismos celulares que intervienen en la internalización de NPs y la transfección de células, que a menudo pasan desapercibidos. Es decir, mediante el desarrollo de una nueva clase de nanopartículas multicomponentes derivadas de un sistema polimérico de gene delivery de buen rendimiento, se proyecta aquí una inspección desde el interior de las células que permitirá no sólo comprender mejor los resultados de los experimentos celulares, sino también sentar las bases de una plataforma de terapia celular innovadora y mejorada. En primer lugar, se estudiarán los mecanismos intracelulares de autofagia y producción exosomas utilizando poliplejos OM-pBAE en combinación con nanopartículas metálicas. Se investigará el papel del componente polimérico y metálico del sistema en estos dos mecanismos celulares que se inducen con la transfección celular. También se supervisará la evaluación de la ubicación intracelular de los complejos. A continuación, se analizarán las interacciones de estos sistemas de gene delivery con las proteínas presentes en el medio biológico, ya que tienen un gran impacto en la internalización celular. Y, por último, con el conocimiento tanto de los mecanismos celulares que subyacen a la transfección celular como del efecto de la corona proteínica en los perfiles de internalización celular de las diferentes nanopartículas, se propondrá la aplicación de nuestros sistemas de gene delivery a un propósito más desafiante: la modificación de las células madre mesenquimales para su posterior uso como estrategias de terapia celular. En conclusión, en esta tesis se han empleado nanopartículas multicomponentes para realizar un estudio exhaustivo de los mecanismos celulares inducidos en la transfección celular. Se han utilizado sistemas de entrega de genes compuestos de poliplejos hechos de OM-pBAE y pDNA y un componente metálico que son nanopartículas de oro o SPIONs para abrir las células y analizar los procesos intra e intercelulares que dictan el destino de los vectores internalizados - la autofagia y la producción de exosomas -, estudiar su interacción con las proteínas y demostrar que este fenómeno es clave para su absorción celular y, por último, aplicar el conocimiento de sus propiedades y capacidades para modificar genéticamente las células reacias a la transfección que se utilizan para las estrategias de terapia celular.