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Apatita Carbonatada y Hidroxiapatita Formuladas con Ingredientes Mínimos para Transportar SiRNA a Células de Cáncer de Mama In Vitro y In Vivo

Autores: Islam, Rowshan Ara; Al-Busaidi, Hamed; Zaman, Rahela; Abidin, Syafiq Asnawi Zainal; Othman, Iekhsan; Chowdhury, Ezharul Hoque

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Apatita Carbonatada y Hidroxiapatita Formuladas con Ingredientes Mínimos para Transportar SiRNA a Células de Cáncer de Mama In Vitro y In Vivo


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales para aplicaciones biomédicas

Palabras clave

Avance
Cáncer
Nanocarriers
Entrega de siRNA
Entrega dirigida
Tumor

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Introducción: El cáncer es una de las principales enfermedades no transmisibles que causa la muerte de nueve millones de personas y afecta a casi el doble en todo el mundo en 2018. Los avances en cirugía, quimioterapia, radiación e inmunoterapia dirigida han mejorado la tasa de curación y la supervivencia libre de enfermedad. Dado que las mutaciones genéticas varían en diferentes tipos de cáncer, también se está explorando el potencial de tratamientos personalizados para silenciar los genes problemáticos a nivel de traducción. Sin embargo, entregar terapias a la dosis requerida solo a las células afectadas sin afectar a las sanas es un gran obstáculo que debe superarse. Científicos de todo el mundo han estado trabajando para inventar un sistema de entrega de medicamentos inteligente para la entrega dirigida de terapias solo a los tejidos tumorales. Como parte de tal esfuerzo, algunos nanotransportadores orgánicos han pasado a ensayos clínicos, mientras que las nanopartículas inorgánicas (NPs) aún están en etapa de desarrollo a pesar de sus muchas propiedades personalizables. La apatita de carbonato (CA), un nanotransportador sensible al pH, ha surgido como un sistema de entrega eficiente para medicamentos, plásmidos y siARN en modelos preclínicos de cáncer de mama y colon. Al igual que la hidroxiapatita (HA), que sirve como una herramienta clásica para la entrega de materiales genéticos como siARN y plásmido, CA es un transportador sintético basado en apatita. Desarrollamos métodos simplificados para formular CA-en-DMEM y un tampón que imita DMEM y HA en una solución tamponada con HEPES y los caracterizamos en términos de tamaño, estabilidad, composición de la corona proteica (PC), citotoxicidad, eficiencia de entrega de siARN en células de cáncer de mama y perfil de biodistribución de siARN en un modelo de ratón de cáncer de mama. Métodos: El crecimiento de partículas se analizó mediante espectrofotometría y microscopía de luz, el tamaño se midió mediante dispersión de luz dinámica y microscopía electrónica de barrido y la confirmación de grupos funcionales en estructuras de apatita se realizó mediante FT-IR. La unión de siARN se analizó mediante espectrofotometría. La estabilidad de las soluciones/tampones de formulación se probó en varios puntos temporales y a diferentes temperaturas para determinar su compatibilidad en el contexto de uso práctico. La captación celular se estudió mediante microscopía de fluorescencia. Se realizó un ensayo MTT para medir la citotoxicidad de las NPs. Se llevó a cabo cromatografía líquida-espectrometría de masas para analizar la PC formada alrededor de las tres NPs diferentes en medios que contenían suero. Para explorar la biodistribución de todas las formulaciones, se administraron NPs cargadas de siARN etiquetadas con fluorescencia por vía intravenosa antes del análisis de la intensidad de fluorescencia en los órganos y tumores recolectados de los ratones tratados. Resultados: El tamaño de las NPs en medios que contenían un 10% de suero era dramáticamente diferente, donde CA-en-DMB y HA eran mucho más grandes que CA-en-DMEM. El efecto del medio fue notable en la composición de la PC de las tres NPs. Las tres NPs unieron albúmina y algunos inhibidores de proteasas comunes involucrados en el metabolismo óseo debido a su similitud composicional con nuestros materiales óseos. Además, CA también unió proteínas de unión a hemo y opsoninas. A diferencia de CA, HA unió diferentes tipos de queratinas. La diferencia en la constitución de la PC probablemente influyó en la acumulación de NPs en varios órganos, incluidos los del sistema reticuloendotelial, como el hígado y el bazo, y el tumor. Encontramos 10 veces más acumulación tumoral de CA-en-DMB que de CA-en-DMEM, lo que podría deberse a una unión de siARN más estable y a una composición de PC distinta de la primera. Conclusión: Como nanotransportador, CA es más eficiente que HA para la entrega de siARN al tumor. CA preparado en un tampón que contiene solo los meros constituyentes fue potencialmente más eficiente que el CA clásico preparado en DMEM, debido a la exclusión de interferencias atribuidas a los iones inorgánicos y moléculas orgánicas presentes en DMEM.

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