Carlos Alberto Arenas Chavez; Juan Luis Aquino Puma; Sandra Esther Loa Guizado; Lizet Trinidad Cahuana Delgado; Carlos Cabrera Martinez; Gabriel Gonzalo Taco Gárate; Corina Avelina Vera Gonzales

Objetivo

Evaluar la actividad anticancerígena de un sistema nanoestructurado sensible al pH basado en nanopartículas de plata y Carboximetilquitosano pegilado (NPsAg-CMQ-PEG), en células de cáncer de mama (MCF 7) y colon (HCT 116).

Resumen:

En la presente investigación se propone el desarrollo de un sistema nanoestructurado sensible al pH, basado en nanopartículas de plata y Carboximetilquitosano pegilado (NPsAg-CMQ-PEG), y evaluar su actividad anticancerígena ante las células de cáncer mama (MCF7) y colon (HCT 116), con la finalidad de obtener un nuevo agente quimioterapéutico basado en nuevo nanomaterial de respuesta al pH ácido, característico del micro ambiente tumoral. Estos procesos se evaluaran mediante las técnicas de microscopia electrónica de transmicion y barrido, espectroscopia UV visible, para la caracterización de sistema nanaestructurado, así como también citometria de flujo, qRT-PCR, microscopia de fluorescencia y microscopia de fuerza atómica, las cuales se utilizaran para evaluar el efecto anticancerígeno, los patrones de metilación del DNA, ensayos de captación celular e interacción del nanomaterial con las células de cáncer. Se espera que este proyecto ayude a superar la distribución no específica, baja selectividad y efectos tóxicos de las nanopartículas de plata como agente quimioterapéutico. Contribuyendo de esta manera al desarrollo de un nuevo agente quimioterapéutico con menos efectos colaterales en relación a los fármacos quimioterapéuticos convencionales, utilizados en la terapia de cáncer convencional.

Palabras clave

Sistema nanoestructurado, Carboximetilquitosano, polietilenglicol, nanopartícula de plata, actividad anticancerígena

Problema central

El cáncer es una causa común de muerte cada año a nivel mundial. Actualmente la quimioterapia es el principal tratamiento para los pacientes con cancer no obstante tiene la desventaja de tener varios efectos colaterales siendo necesario desarrollar nuevos agentes terapéuticos con más efectividad y menos efectos adversos colaterales (9). Estudios recientes han reportado el potencial de nanopartículas metálicas, especialmente nanopartículas de plata como agente anticancerígeno en el tratamiento de varios tipos de cáncer (8, 13). Las nanopartículas de plata (NPsAg) muestran efectos citotóxicos en células cancerígenas mediante mecanismos que implican detención del ciclo celular, daño al DNA, apoptosis, necrosis, autofagia así como generación de especies reactivas de oxigeno (ROS) y estrés oxidativo (7). Sin embargo, una de las principales desventajas para el uso de nanopartículas de plata en la terapia anticancerígena es su corto tiempo de vida media en sangre, una distribución no especifica y baja selectividad, como resultado las células normales son expuestas a los efectos citotóxicos de estas nanopartículas (8, 13). Diversas investigaciones han demostrado que las regiones extracelulares alrededor de los tejidos normales y la sangre tienen un pH constante de 7.4, pero el microambiente tumoral tiene pH de 6 a 6.5; esta distinción en el pH entre los tejidos normales y los tumorales, así como en los compartimientos intracelulares (endosomas y lisosomas) puede ser usado como un estímulo interno para gatillar la liberación selectiva de fármacos anti-cáncer en los tejidos tumorales y dentro de las células (4, 9, 10, 12, 14). En este sentido en el presente trabajo se propone el desarrollo de un nanotransportador en base a un biopolímero nanoestructurado sensible al pH, formado por carboximetilquitosano pegilado (NPsAg-CMQ-PEG), para lograr una mayor especificidad y selectividad del efecto anticancerígeno de las nanopartículas de plata frente a las líneas de cancer de mama (MCF7) y colon (HCT116).

Hipótesis planteada

El sistema nanoestructurado basado en nanopartículas de plata y Carboximetilquitosano pegilado (NPsAg-CMQ-PEG) presenta propiedades sensibles al pH, y tiene un mejor efecto anticancerígeno frente a la línea celular de cáncer de mama (MCF 7) y colon (HCT 116).

Resultados esperados

- (02) artículos científicos aceptados para publicación en revistas indizadas en la base Scopus o Web of Science con filiación a la UNSA.

- 02 Estudiantes UNSA titulados

Impactos esperados

El diseño y síntesis de un sistema nanoestructurado sensible al pH basado en nanopartículas de plata y Carboximetilquitosano pegilado (NPsAG-CMQ-PEG), permitirá contar con un nanotransportador de respuesta al pH
acido del microambiente tumoral lográndose una entrega selectiva de las nanopartículas de plata a las células tumorales y de este modo disminuir los potenciales efectos citotóxicos de estas nanopartículas sobre las células sanas, lo que permitirá a su vez mejorar la eficacia de los efectos anticancerígnos basadas en nanomateriales.