Contribución a las tecnologías hipertérmicas mediadas por nanopartículas para terapias anticancerígenas

Resumen

Tras la fusión de la nanotecnología con la medicina y la bioingeniería, se crearon campos de investigación en nanomedicina y nanobioingeniería, lo que amplió la perspectiva de las investigaciones médicas y las nuevas fronteras emergentes. Estas investigaciones han permitido nuevos métodos de abordaje para encontrar soluciones a problemas biológicos humanos de larga data y el desarrollo y administración de diagnósticos terapéuticos o farmacológicos. Para lograrlo, se han desarrollado nanopartículas, que son agentes miniaturizados, los cuales han dado paso a la nanomedicina. Por un lado las nanopartículas de oro utilizadas en este estudio son nanorods (GNR) recubiertas con proteína G, un receptor común para anclar anticuerpos mecánicamente. El tipo de nanorod utilizado permitió elegir estas nanopartículas de oro, bastante comunes en aplicaciones biomédicas. En la realización de la investigación desarrollada juega un papel de la mayor importancia la hipertermia, la cual se refiere a la aplicación de calor para destruir células malignas por inducción de apoptosis a través de la desnaturalización de proteínas y la ruptura de membranas celulares, con la aplicación de las nanoparticulas de oro se generó hipertermia óptica para mejorar la terapia in-vitro, así como también se realizaron avances considerables in-vivo en modelos animales. En la hipertermia magnética, la conversión de energía electromagnética en calor generado por SPIONs sometidas a campos magnéticos alternos (HAC) se puede utilizar para causar la muerte de células tumorales. Estudios recientes han demostrado que la respuesta magnética, y por lo tanto la eficiencia de calentamiento de SPIONs, se reduce significativamente cuando estas nanopartículas se colocan en líquidos portadores viscosos y dentro de células vivas o tejidos biológicos. La mayor viscosidad del entorno biológico y la distribución espacial o la aglomeración de nanopartículas dentro de los orgánulos intracelulares influyen fuertemente en la eficacia de SPIONs para aumentar la temperatura del medio circundante. Estos factores que surgen de la interacción nanobio hacen que la eficiencia del calentamiento en aplicaciones in-vivo sea menos eficiente y previsible que en los ferrofluídos ideales. Se realizaron avances considerables en ambas técnicas, en hipertermia óptica se investigó hasta obtener mejoras en la introducción de material dispersantes y biocompatible de luz como el silice. Los resultados sugieren una mejora considerable en todas las variables involucradas en el sistema como: potencia irradiada, tiempo de exposición al laser, concentración de nanoparticulas de oro (nanorods) y mantenimiento de la tasa de mortalidad en células cancerígenas (CT2A) frente a líneas celulares consideradas sanas (MC3T3). En el caso de la hipertermia magnética se diseñó y construyó un sistema electrónico que permite generar formas de onda excitadoras distintas a las convencionales (sinusoidales), se realizaron ensayos de tolerancia a las nanopartículas que son empleadas en dicho sistema, así como se demostró el fenómeno físico existente cuando las SPIONs son fagocitadas por las células, aplicando un emulador del interior intracelular y utilizando materiales biocompatibles como la fíbroina de seda de gusano.