Impact of PEG-coating design on gold nanoparticles: protein corona formation, immune cells uptake and anti-cancer nanovaccines

The application of nanoparticles in the field of nanomedicine as tools for immunisation, delivery and, particularly, in the development of therapeutic cancer vaccines is extremely promising. To achieve successful anti-tumour immunity, optimal interactions between these nanosystems and the host immune system are necessary. The goal of this work is to analyse the interactions between a library of different AuNPs coated with PEG characterised by different charge intensity and length, and innate immune system proteins. Indeed, different designs of nanoparticle coatings are proved to deeply influence the formation of the protein corona and the uptake by phagocytic cells. For this reason, the effect of the different coatings on Antigen Presenting Cells (APCs) uptake was studied and characterised. This work is part of a project that aims at improving an anti-cancer nanovaccine whose design consists of gold nanoparticles coated with PEG and MUC1. Therefore, protein corona formation and immune cells uptake were tested for two nanovaccine candidates.

L’applicazione di nanoparticelle nel campo della nanomedicina come strumenti per immunizzazione, delivery e, in particolare, nello sviluppo di vaccini terapeutici antitumorali è estremamente promettente. Per ottenere un livello di immunità antitumorale efficace, sono necessarie interazioni ottimali tra questi strumenti e l’ospite. Lo scopo di questo lavoro è di analizzare le interazioni tra una libreria di diverse nanoparticelle d’oro ricoperte da PEG caratterizzato da diversa intensità di carica e lunghezza, e proteine del sistema immunitario innato. Infatti, è provato che diversi design nel coating di nanoparticelle influenzano profondamente la formazione della corona proteica e la cattura da parte di cellule fagocitiche. Per questo motivo, è stato studiato e caratterizzato l’effetto di diversi coating sulla cattura da parte di cellule presentanti l’antigene (APC). Questo lavoro fa parte di un progetto il cui scopo è quello di migliorare un nanovaccino antitumorale il cui design consiste di nanoparticelle d’oro ricoperte da PEG e MUC1. Perciò, sono state testate la formazione della corona proteica e la cattura da parte di cellule del sistema immunitario per due candidati nanovaccini.