VIII International Symposium on Chemistry and Pharmaceutical Sciences

VIII Conference "Chemical Sciences"

Synthesis and characterization of Cu(I) nanocatalysts to obtain MenY-TT conjugates by the Huisgen reaction

Abstract

Neisseria meningitidis causes meningococcal disease, which has more incidence in children under 2 years of age and people over 65 years of age. Annually it causes 300 000 deaths and leaves one in five affected with devastating long-term sequelae. Conjugate vaccines, based on the bound of the polysaccharide capsule of the bacteria to a carrier protein, are a preventive, safe and effective treatment for this disease. In the chemical conjugation reaction of these biomolecules by the 1,3-dipolar cycloaddition method, the use of Cu(I) catalysts is required. The objective of this work is to synthesize magnetic nanocatalysts with potential applications in the 1,3-dipolar cycloaddition for the conjugation of the polysaccharide MenY and the TT carrier protein. For this, two systems were obtained: the first is a hybrid iron and Cu(I) nanocomposite and the second is iron oxide nanoparticles synthesized by the coprecipitation method, with subsequent silica coating and Cu(I) deposition. These systems were characterized by different chemical-physical techniques such as: SEM, TEM-EDX, FT-IR and DRX. The catalysts were used in the chemical conjugation reaction, for which a study of their concentration and reaction time was carried out. The conjugates obtained were characterized by High Performance Size Exclusion Chromatography and colorimetric techniques. Magnetic nanocatalysts were obtained with suitable characteristics for their use in the Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition reaction. Optimal conditions were established for the conjugation reaction. Glycoconjugates were obtained with suitable chemical-physical characteristics.

Resumen

La bacteria Neisseria meningitidis es causante la enfermedad meningocócica, que tiene más incidencia en niños menores de 2 años y personas mayores de 65 años. Anualmente causa 300.000 muertes y deja a uno de cada cinco afectados con secuelas devastadoras a largo plazo. Las vacunas conjugadas, basadas en la unión del polisacárido capsular de la bacteria a una proteína portadora, son un tratamiento preventivo, seguro y eficaz para esta enfermedad. En la reacción de conjugación química de estas biomoléculas mediante el método de cicloadición 1,3-dipolar, se requiere el uso de catalizadores de Cu(I). El objetivo de este trabajo es sintetizar nanocatalizadores magnéticos con potenciales aplicaciones en la reacción de cicloadición 1,3-dipolar para la conjugación del polisacárido MenY y la proteína portadora TT. Para ello se obtuvieron dos sistemas: el primero es un nanocompuesto híbrido de hierro y Cu(I) y el segundo son nanopartículas de óxido de hierro sintetizadas por el método de coprecipitación, con posterior recubrimiento de sílice y deposición de Cu(I). Estos sistemas se caracterizaron mediante diferentes técnicas químico-físicas como: TEM-EDX, FT-IR y DRX. Los catalizadores fueron utilizados en la reacción de conjugación química, para lo cual se realizó un estudio de su concentración y tiempo de reacción. Los conjugados obtenidos se caracterizaron mediante cromatografía de exclusión por tamaño de alta resolución y técnicas colorimétricas. Se obtuvieron nanocatalizadores magnéticos con características adecuadas para su uso en la reacción de cicloadición 1,3-dipolar de Huisgen. Se establecieron condiciones óptimas para la reacción de conjugación. Se obtuvieron glicoconjugados con características físico-químicas adecuadas.