[ca] L'aparició de farmacoresistència bacteriana als antibiòtics convencionals és una situació d'alarma mundial. Aquest escenari ha obligat a implementar mesures com la millora de les pràctiques d'higiene o l'administració controlada d'antibiòtics per reduir el seu ús en totes les àrees en les que s'utilitzen comunament, inclosa la medicina humana i animal i la indústria animal de producció d'aliments . Totes aquestes mesures estan destinades a disminuir l'aparició i propagació de la resistència als antibiòtics entre els bacteris, però quan es tracta de combatre als bacteris que ja presenten una o múltiples resistències, es necessiten amb urgència alternatives als antibiòtics. En aquest context, s'han proposat diferents estratègies, entre les quals s'inclouen l'ús de citoquines i pèptids antimicrobians (AMPs). Les citoquines són petites proteïnes reguladores intercel·lulars que tenen un paper central en l'inici, manteniment i regulació de la resposta immune innata. Concretament, l'IFN-γ té un paper fonamental en la promoció de la immunitat protectora contra les infeccions. D'altra banda, els AMPs, com GWH1, són generalment petits pèptids catiònics de naturalesa amfipàtica que tenen activitats antibacterianes, antifúngiques i antivirals d'ampli espectre, la capacitat de modular la resposta immune de l'hoste i una possibilitat reduïda d'induir resistència bacteriana. Malgrat el seu potencial com a agents antiinfecciosos, les citoquines i els AMPs estan subjectes a diversos desavantatges que s'han d'abordar abans de la seva possible aplicació biomèdica. En particular, la baixa estabilitat és un inconvenient comú associat a aquest tipus de compostos proteics. En aquest sentit, s'han aplicat diferents estratègies per superar aquesta limitació i millorar l'eficàcia d'aquests fàrmacs després de la seva administració. La majoria d'aquestes estratègies consisteixen en la vehicularización d'aquestes proteïnes o pèptids en estructures superiors, proporcionant un entorn protector i permetent la possibilitat d'alliberar-los en localitzacions concretes. La formació d'aquestes estructures pot ser modulada a través d'un disseny racional sobre el gen de la proteïna recombinant, com, per exemple, la incorporació de certs pèptids en l'estructura de la proteïna per generar components individuals amb capacitat autoensamblant (nanopartícules solubles), o per obtenir proteïnes propenses a l'agregació (cossos d'inclusió -IBs-). Encara que aparentment diferents, tots aquests complexos s'originen a partir d'interaccions proteiques impulsades per factors termodinàmics i cinètics similars que finalment condueixen a la formació de diferents formats de proteïnes; arranjaments estructurals superiors que involucren a través d'interaccions dirigides o no dirigides, la convergència de formes proteiques aïllades. En aquesta tesi s'ha caracteritzat i avaluat la nanoformulación d'aquestes molècules (citocines i AMPs) en diferents formats proteics incloent IBs i nanopartícules solubles autoensamblants amb l'objectiu de desenvolupar alternatives terapèutiques als antibiòtics. A més, s'ha llançat una mica de llum sobre les forces que governen el procés d'agregació i com es pot modular per promoure la formació d'aquests IBs.

[en] The emergence of bacterial drug resistance to conventional antibiotics is a global alarming situation. This worrying scenario has forced the implementation of measures such us improved hygiene practices or antibiotic stewardship to reduce antimicrobial usage in all areas in which these therapeutics are commonly used, including human and animal medicine and food-producing animal industry. All these measures are intended to diminish the appearance and spread of drug resistance among bacteria, but when it comes to combat against drug or multidrug resistant bacteria, alternatives to traditional antibiotics are urgently needed. In this context, different strategies have been proposed as promising alternatives to antibiotics, including the use of cytokines and antimicrobial peptides (AMPs). Cytokines are small intercellular regulatory proteins that play a central role in initiating, maintaining, and regulating the innate immune response. Specifically, IFN-γ has a pivotal role in promoting protective immunity against infections. On the other hand, AMPs such as GWH1, are generally small cationic peptides with an amphipathic nature that have a broad-spectrum antibacterial, antifungal and antiviral activities, the ability to modulate the host immune response and a reduced possibility of inducing bacterial drug resistance. Despite their potential as anti-infective agents, cytokines and AMPs are subjected to several disadvantages that must be addressed prior to their possible biomedical application. In particular, low stability is a common drawback associated to these type of protein compounds. In this sense, different technologies and strategies have been applied in order to overpass this limitation and improve the efficiency of these drugs after administration. Most of these strategies consist on the vehicularization of these proteins or peptides into superior complexes, providing a protective environment and allowing the possibility of deliver them to the target site. The formation of these superior structures may be modulated by a direct rational design over the recombinant protein gene, such as que incorporation of certain peptides into the protein structure to generate building blocks for spontaneous self-assembling (soluble nanoparticles), or to obtain prone-to-aggregate proteins (inclusion bodies -IBs-). Although seemingly different, these small-scale complexes all originate from fundamental protein interactions and are driven by similar thermodynamic and kinetic factors finally leading to the formation of different proteins formats; superior structural arrangements that involve through directed or not directed interactions, the convergence of isolated protein forms. In this thesis, the nanoformulation of these molecules (cytokines and AMPs) into different protein formats including IBs and soluble self-assembling nanoparticles have been characterized and evaluated with the aim to develop therapeutic alternatives to antibiotics. In addition, some light has been shed on the forces that govern the aggregation process and how it can be modulated to promote the formation of IBs.