12 research outputs found

    Síntesis de nanopartículas magnéticas multifuncionales y sus aplicaciones en biomedicina

    Get PDF
    El objetivo de esta tesis es diseñar sistemas multifuncionales que combinen funciones de diagnóstico y terapia, o teranósticos, a base de nanopartículas magnéticas (NPMs) de óxido de hierro (magnetita/maghemita) para su potencial aplicación en patologías oncológicas.Para ello se realizó un trabajo experimental que involucró la optimización de las metodologías de síntesis de las NPMs y la posterior incorporación secuencial de los distintos componentes, en conjunto con las caracterizaciones y ensayos tendientes a evaluar su funcionalidad en cada etapa. En primer término, se estudiaron las vías de síntesis de NPMs de manera de conseguir un control sobre las propiedades fisicoquímicas, y de la estabilidad de NPMs en suspensión acuosa.Se modificó la superficie de las NPMs con ácido fólico (AF) de manera de proporcionar a las NPMs selectividad para acumularse en células tumorales debido a que el receptor de folatos se encuentra sobreexpresado en células de varios tipos de cáncer. En una etapa posterior, se cargaron las NPMs modificadas con AF con fármacos oncológicos para impartir la función terapéutica. La Doxorubicina (Doxo) es uno de los agentes quimioterapéuticos más efectivos usados en el tratamiento de varios tipos de cáncer. A pesar de su gran uso, varios efectos secundarios se encuentran asociados a la distribución sistémica de este fármaco una vez administrado. Estos efectos secundarios están relacionados con la necesidad de administrar dosis elevadas del fármaco debido a la escasa selectividad y eficacia asociada con su distribución no específica en el cuerpo.Las siguientes instancias del desarrollo de este trabajo de tesis se dedicaron a evaluar las potencialidades de los agentes teranósticos para :(i) direccionamiento mediado por un campo magnético; (ii) actuar como medio de contraste en diagnóstico por imagen mediante resonancia magnética (RMI), (iii) ejercer su acción terapéutica.En el Capítulo I se introducen los conceptos básicos sobre nanotecnología, nanociencia y nanomateriales. Se describen en mayor detalle las razones por las cuales se seleccionaron las NPMs para el desarrollo de este trabajo de tesis.Dentro del conjunto de NPMs se puntualiza en las de óxido de hierro, en particular, magnetita (MAG, Fe3O4). Los métodos de síntesis de este óxido de hierro son brevemente reseñados, profundizando en la técnica de co-precipitación. Además se describen las diferentes estrategias de estabilización y funcionalización del núcleo magnético.Se resumen las aplicaciones de las NPMs en biomedicina. En este sentido, se describen las ventajas de las mismas como herramientas de diagnóstico, al actuar como agentes de contraste en RMI. También se muestran las formas de vectorización de fármacos mediante el empleo de NPMs y se enuncian las habilidades de las nanoformulaciones descriptas para actuar como agentes teranósticos.Finalmente se enumeran el objetivo general y los objetivos específicos, así como la hipótesis planteada en esta tesis.En el Capítulo II se describen los reactivos empleados y las técnicas de caracterización aplicadas a las diferentes nanoformulaciones junto con el tratamiento necesario de las muestras en cada caso.En el Capítulo III se dedicó al estudio de las metodologías de síntesis, estabilización y control de la estabilidad de las NPMs de MAG. Se describen los resultados obtenidos al emplear dos métodos de síntesis: co-precipitación y su variante reducción-precipitación con el fin de seleccionar una metodología adecuada para la obtención de NPMs de MAG en función de las aplicaciones propuestas. En base a los resultados, se seleccionó la técnica de co-precipitación como la más adecuada, y se incluyó un estudio exhaustivo de las variables experimentales asociadas a dicha técnica con el propósito de conseguir un control de las propiedades fisicoquímicas. Este análisis involucró el estudio de los mecanismos que conducen a la formación de las NPMs de MAG así como una completa caracterización y los ensayos necesarios para evaluar la estabilidad, en términos de la evolución del diámetro hidrodinámico (DH) en función del tiempo de almacenamiento en suspensión acuosa. En el Anexo I se informan los resultados que complementan a este capítulo.En el Capítulo IV se estudió la incorporación de un ligando selectivo, la vitamina B9 ó AF, a la superficie de MAG, previamente funcionalizadas con 3-aminopropiltrietoxisilano (APTS). Para ello se evaluaron dos metodologías: la adsorción simple del AF y el anclaje covalente mediado por carbodiimida. Se combinaron los datos experimentales obtenidos con estudios teóricos. Esto permitió adquirir conocimientos acerca del mecanismo de interacción AF- MAG@APTS y corroborar la disponibilidad del grupo selectivo del AF posterior a su incorporación a la superficie de MAG@APTS. En una segunda instancia, se estudió la estabilidad de las nanoformulaciones obtenidas de acuerdo a dos criterios: (i) evolución del DH en función del tiempo de almacenamiento en dispersión acuosa y (ii) estudio de la capacidad de retención del AF incorporado. Finalmente, se incluye un estudio tendiente a predecir el comportamiento de las nanoformulaciones en un medio que simula el plasma sanguíneo en términos de osmolaridad, pH y contenido de proteína.En el Capítulo V se presentan y discuten los ensayos realizados para proveer a las nanoformulaciones de la acción terapéutica necesaria para constituir un agente teranóstico. La carga de la droga se realizó mediante adsorción superficial, explorando la influencia de diferentes parámetros asociados a dicho procedimiento. Se evaluó la liberación de Doxo in vitro mediante la implementación de una metodología que intenta simular la ruta que debería atravesar la nanoformulación una vez inyectada, vía intravenosa, en el torrente sanguíneo hasta su acumulación en el tumor.En el Capítulo VI se investigó la habilidad de las NPMs, presentadas en los Capítulos IV y V, para ser guiadas magnéticamente al exponerlas a un campo magnético externo mediante ensayos in vitro. Se propuso el empleo de un sistema de flujo continuo acoplado a un espectrofotómetro Uv-Visible, con el objetivo de monitorear la disminución del contenido de NPMs de la dispersión estudiada como consecuencia de la retención de las mismas por acción de un imán de neodimio colocado en el sitio blanco. En este capítulo, se analizó además, la capacidad de las nanoformulaciones como agentes de contraste. Se determinó la eficiencia de contraste de cada formulación, comparando los valores obtenidos con los correspondientes a agentes de contrastes comerciales.En el Capítulo VII se incluyen ensayos in vitro, empleando una línea celular de cáncer colorrectal (CCR), con el fin de evaluar la capacidad del nanoteranóstico preparado de inhibir el crecimiento celular, a través de la internalización y la posterior liberación de droga en forma intracelular. En este mismo capítulo, se presentan, como complemento, los resultados correspondientes al estudio de la biocompatibilidad de las mismas nanoformulaciones utilizando un modelo animal de zebrafish. En el Anexo II se informan los resultados que complementan a este capítulo.Finalmente, en el Capítulo VIII, se puntualizan las conclusiones generales abordadas a partir de los resultados obtenidos y analizados en cada uno de los capítulos. Se definen además, los lineamientos de la proyección de futuros trabajos.The aim of this thesis is to design multifunctional nanosystems combining the diagnostic and therapy or theranostics, based on magnetic nanoparticles (MNPs) of iron oxide (magnetite/maghemite) for their potential application in the treatment of oncological pathologies. To this end, an experimental work involving the optimization of MNPs synthetic procedures followed by a sequential incorporation of different components was performed. The synthesis of MNPs was carefully studied in order to achieve a control on their physicochemical properties and stability in aqueous suspension. The folate receptor is overexpressed in several types of tumor cells. Therefore, MNPs surface was modified with folic acid (FA) to provide them selectivity and affinity towards tumor cells. At a later stage, MNPs modified with FA were loaded with an oncological drug aiming to impart them therapeutic function. Doxorubicin (Doxo) is one of the most effective and used chemotherapeutic agents for the treatment of many types of cancer. In spite of this, several side effects are associated with the systemic distribution of this drug once administrated. These unwanted effects are related to large drug dosage, poor selectivity and low efficiency associated to the non specific distribution of drugs in the body. The following instances comprising this work were devoted to evaluate the capabilities of the theranostic agents concerning: (i) in vitro magnetic targeting, (ii) diagnostic as contrast agent for imaging magnetic resonance (MRI); (iii) therapeutic functions. In Chapter I, the fundamental concepts regarding the nanotechnology, nanoscience and nanomaterials are introduced. The abilities of MNPs to these kinds of applications are emphasized, justifying their selection for the development of this thesis. Magnetite (MAG, Fe3O4) was employed to formulate the MNPs. The methods of synthesis are briefly reviewed, highlighting the co-precipitation technique. Besides, different stabilization and functionalization strategies of the magnetic core are described. The applications of MNPs in biomedicine are summarized. Their capabilities as contrast agents in RMI, and target drug delivery are presented, as well as their potential as theranostic agents. Finally, the hypothesis followed by the general and specific objectives is defined. Chapter II describes all reagents and solvents employed in this work. Besides, the techniques used for the nanoparticles characterizations are described together with preparative treatment of the samples for each one. In Chapter III, the study of the synthesis methodologies, and stabilization of MAG are presented. Two methods of obtention are described; co-precipitation and its reduction-precipitation, both were evaluated in order to select a suitable methodology for achieving MAG. The co-precipitation technique was chosen based on the reached results. An exhaustive study of the experimental conditions associated to this methodology was included. This analysis involved the study of MAG formation mechanisms as well as a complete structural and surface characterization. The necessary tests to evaluate the stability, in terms of the evolution of the hydrodynamic diameter (HD) as a function of the storage time in aqueous suspension were performed. Complementary results are reported in Annex I. In Chapter IV the incorporation of FA to MAG surface, previously modified with APTS, was studied aiming to provide selectivity towards folate receptors. To do this, two methodologies were evaluated: simple adsorption and covalent linkage. The obtained experimental data were combined with theoretical studies to gain knowledge about the possible mechanisms to FA-MAG@APTS linkage. These data also provided evidence regarding the availability of the selective FA group after its incorporation into the MAG@APTS surface. The stability of the obtained nanoformulations was studied based on two criteria: (i) the evolution of the HD as a function of the storage time in aqueous dispersion and (ii) the study of the FA retention. Finally, a study tending to predict the behavior of nanoformulations in a medium simulating blood plasma in terms of osmolarity, pH and albumin content was developed. In this sense, the aggregation trend and the nanosystems stability were the analyzed parameters. In Chapter V, the assays devoted to provide the nanoformulations with therapeutic action are presented and discussed. The loading of the drug (Doxo) was carried out by simple adsorption. The influence of different parameters associated with the reaction was explored. The release of Doxo was analyzed by implementing an original procedure to simulate the pathways followed by MNPs once intravenously administered. In Chapter VI, the magnetic target ability of MNPs presented in Chapters IV and V, was in vitro investigated. To achieve this, a novel continuous flow system was fabricated to quantify the amount of MNPs retained in the magnet site in an environment mimicking the bloodstream. On the other hand, the efficiency of the nanosystems as selective contrast agents in MRI was analyzed using a clinical equipment. Chapter VII includes in vitro tests, using a human colorectal cancer cell line (CCR). The evaluated parameters were the MNPs internalization, cellular viability and the therapeutic action of the MNPs loaded Doxo. On the other hand, the results corresponding to biocompatibility studies of the same nanoformulations in vivo are presented. To this end an animal model, zebrafish (Danio rerio), was implemented. Complementary results are reported in Annex II. Finally, Chapter VIII lists the overall conclusions of this investigation work and establishes the guidelines for the future works.Fil: Azcona, Pamela Liliana. Autor; . Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentin

    Simple and novel strategies to achieve shape and size control of magnetite nanoparticles intended for biomedical applications

    Get PDF
    Monodisperse magnetite nanoparticles (MNPs) with controlled sizes and shapes were prepared. The synthesis was carried out by traditional and inverted co-precipitation method with some modifications such as presence of visible light, room temperature and absence of inert atmosphere. Sodium dodecyl sulphate (SDS) was employed as stabilizer. The mentioned experimental parameters were conveniently adjusted to obtain suitable MNPs, to be efficiently employed in biomedical applications. In particular the size, shape, surface charge and magnetic properties were evaluated. MNPs were thoroughly characterized. From characterization data, it emerged that the inverted co-precipitation in presence of visible light rendered mainly nanorods. Modifying the SDS concentration the shape was tuned from nanorods to nanospheres and finally, at higher concentrations, nanocubes were obtained. All prepared formulations resulted hydrophilic. This property was justified in terms of the stabilization mechanism of SDS.Stability of MNPs aqueous dispersions was evaluated regarding to the variation of hydrodynamic diameter as a function of the time. In this regard, all the formulations resulted stable during, at least, 30 days. The prepared nanosystems exhibited satisfactory magnetic properties with saturation magnetization slightly lower than raw magnetite.The combination of size, shape, surface charge, hidrophilicity and magnetic behaviour make the magnetic nanosystems here obtained highly suitable and promising to diagnostic and therapeutic applications.Fil: Azcona, Pamela Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zysler, Roberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Lassalle, Verónica Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

    Fabrication of folic acid magnetic nanotheranostics: An insight on the formation mechanism, physicochemical properties and stability in simulated physiological media

    No full text
    Nanodevices based on magnetite functionalized with folic acid (FA) with improved properties to be employed as theranostics in various types of cancer are here proposed. Two methodologies for FA incorporation were explored aiming to reach suitable loading efficiency as well as adequate stability of nanosystems in physiological media. To this end, simple adsorption and covalent binding of FA and some experimental conditions derived from both procedures were studied. A thorough physicochemical characterization was performed using all the formulations. The mechanism of the interaction between FA and magnetite nanoparticles (MNPs) was elucidated from characterization results supported by theoretical studies using spin-polarized density functional theory (DFT). Both data coincide in that the selective functional group of FA (pteridine group) remained available after FA binding MNPs. Such studies also demonstrated that any of FA carboxylate groups could be available to potentially link other molecule (i.e therapeutic agents). Besides, other issues that are not normally accomplished in reported articles were included; i.e the stability according to two different criteria: size evolution (expressed as hydrodynamic diameter) as a function of time in aqueous media; and the capacity FA retention in PBS, pH = 7.4. Recovered data indicated that the samples are stable at least 15 days in water and 4 h in buffer without significant modifications of their properties. The feasibility of these formulations to interact with simulated physiological fluid was also assayed. The results revealed that protein corona was formed around all the tested formulations leading to more stable nanodevices in terms of their hydrodynamic sizes and size evolution along the time. To complete the theranostic characteristic, Doxorubicin was added to the MNPs@FA by physical adsorption, to provide the therapeutic function. The satisfactory incorporation was verified by FTIR spectroscopy.Fil: Azcona, Pamela Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: López Corral, Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Lassalle, Verónica Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

    Doxorubicin delivery by magnetic nanotheranostics enhances the cell death in chemoresistant colorectal cancer-derived cells

    No full text
    Abstract: Colorectal cancer (CRC) is a major cause of cancer death with ahigh probability of treatment failure. Doxorubicin (DOXO) is an efficientantitumor drug; however, most CRC cells show resistance to its effects.Magnetic nanoparticles (MNPs) are potential cancer management tools thatcan serve as diagnostic agents and also can optimize and personalizetreatments. This work aims to evaluate the aptitude of magneticnanotheranostics composed of magnetite (Fe3O4) nanoparticles coated withfolic acid intended to the sustained release of DOXO. The administrationof DOXO by means of these MNPs resulted in the enhancement of cell deathrespect to the free drug administration. Chromatin compaction andcytoplasmic protrusions were observed. Mitochondrial transmembranepotential disruption and increased PARP protein cleavage confirmedapoptosis. The nanosystem was also tested as a vectoring tool by exposingit to the stimuli of a static magnetic field in vitro. CRC-relatedmagnetic nanotechnology still remains in pre-clinical trials. In thiscontext, this contribution expands the knowledge of the behavior of MNPsin contact with in vitro models and proposes the nanodevices studied hereas potential theranostic agents for the monitoring of the progress of CRCand the evolution of its treatment.Fil: Martín, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; ArgentinaFil: Azcona, Pamela Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Lassalle, Verónica Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Gentili, Claudia Rosana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentin

    Exogenous ketone bodies ameliorate behavioral defects associated with DAF-18/PTEN mutations

    No full text
    The phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) signaling pathway is a conserved signal transduction cascade involved in several processes, including neurodevelopment. The lipid phosphatase DAF-18/PTEN inhibits the PI3K signaling pathway to activate DAF 16/FOXO. Mutations in DAF-18/PTEN impair neurodevelopment from worms to mammals due to DAF-16/FOXO inactivation. In humans, for instance, mutations in PTEN are strongly associated with autism spectrum disorders. During the last few years, growing evidence supports low-carbohydrate high-fat ketogenic diets (KGD) as nutritional strategies for treating core behavioral symptoms of neurodevelopmental disorders. The mechanistic bases of these beneficial effects are not understood. The reduced availability of carbohydrates in KGD leads to ketone bodies (β-hydroxybutyrate (βHB) and acetoacetate) synthesis as an energy supplement to the brain. Recently, βHB has been reported to induce FOXO transcription factor in mammals. We found that exogenous βHB also induces DAF-16/FOXO translocation in C. elegans. The fact that FOXO activation is crucial for neurodevelopment throughout the animal kingdom, raises the exciting possibility that exogenous βHB could mitigate behavioral defects associated with neurodevelopmental disorders. We here found that daf-18 mutants exhibit an inefficient escape response upon mechanical stimulation. Strikingly, these defects are ameliorated when these mutant animals were exposed to βHB throughout development. This suggests that the ketone body βHB can reduce neurodevelopmental defects caused by daf-18 mutations. We are now focused on analyzing whether daf-18 mutations lead to neuronal morphology aberrations in the escape circuit, and whether βHB can reduce these defects. Moreover, we plan to recapitulate human pten mutations associated with neurodevelopmental disorders in C. elegans and analyze the effects of ketone bodies. We also plan to evaluate whether βHB can rescue phenotypes in other mutants with compromised neurodevelopment. Our experiments will contribute to understanding the molecular mechanisms underlying KGD effects on neurodevelopmental disorders and may constitute a first step in validating βHB as a novel pharmacological treatment for these pathologies.Fil: Giunti, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Azcona, Pamela Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaFil: de Rosa, Maria Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Rayes, Diego Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaSecond Latin American Worm meetingRosarioArgentinaComite Cientifico de Latin American Worm meetin

    La administración de doxorrubicina mediante nanopartículas magnéticas activa la vía intrínseca o mitocondrial de la apoptosis en células de cáncer colorrectal

    No full text
    El cáncer colorrectal (CCR) es el tercer tipo de cáncer más frecuente, con una alta tasa de mortalidad por fracaso de los esquemas terapéuticos. La doxorrubicina (DOXO) es un medicamento antitumoral eficiente y funciona como buen adyuvante del CCR metastásico; sin embargo, la mayoría de las células de CCR muestran resistencia a sus efectos. Se observó in vitro que DOXO (1µM) se localiza en el núcleo de las células HCT116, derivadas de CCR. Parte de estas células no mueren y podrían reingresar al ciclo celular, denotando que la línea celular en cuestión presenta cierto grado de resistencia a la DOXO. Actualmente se están estudiando nuevas estrategias para diagnóstico y tratamiento del CCR. Las mismas incluyen el uso de nanopartículas magnéticas (NPMs), que son dispositivos aceptados para fines biomédicos por su baja toxicidad y porque presentan la ventaja de poder ser dirigidas o de disipar calor en respuesta a la aplicación de campos magnéticos externos. Previamente, observamos que NPMs de magnetita, cubiertas con ácido fólico y cargadas con DOXO ([email protected]) son internalizadas por las células HCT116. Más aun, se registró una mayor disminución del número de células vivas respecto del tratamiento con DOXO libre, incluso en dosis 5 veces menores. La presente contribución se centra en profundizar los estudios sobre la capacidad de [email protected] (1 µM) de mejorar el efecto antitumoral de DOXO libre (1uM) utilizando el mismo modelo in vitro de CCR. Por microscopía de fluorescencia observamos que [email protected], una vez incorporadas por la célula, liberan la droga progresivamente en el citosol y que ésta se va acumulando en el núcleo, eventos que desencadenan la compactación de la cromatina y la aparición de protuberancias citoplasmáticas, ambos cambios morfológicos compatibles con apoptosis celular. El ensayo JC-1 evidenció que la administración de la droga por NPMs y su persistente localización en el citoplasma indujo la disrupción del potencial transmembrana mitocondrial. Por Western Blot se detectó un aumento notable del clivaje de la proteína PARP. Estos últimos hallazgos confirmaron que las células de CCR sufren muerte celular mediante la vía mitocondrial o intrínseca de la apoptosis. El nanosistema también se probó como una herramienta de vectorización in vitro exponiéndolo a los estímulos de un campo magnético estático. Estos ensayos mostraron que las nanopartículas adicionadas al cultivo celular son atraídas hacia la posición exacta del imán, incorporándose a las células adyacentes al mismo. Además, las células más alejadas del imán no fueron prácticamente afectadas en términos de los efectos de DOXO. En este contexto, esta contribución sienta las bases para futuros estudios in vivo y propone a los nanodispositivos aquí estudiados como posibles agentes de direccionamiento de drogas que podrían mejorar los enfoques terapéuticos actuales del CCR.Fil: Martin, Maria Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; ArgentinaFil: Azcona, Pamela Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Lassalle, Verónica Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Gentili, Claudia Rosana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; ArgentinaIV Reunión Conjunta de Sociedades de Biología de la República ArgentinaArgentinaAsociación Argentina de Biologí

    Stimuli-responsive nanotheranostics intended for oncological diseases: In vitro evaluation of their target, diagnostic and drug release capabilities.

    No full text
    Magnetic nanotheranostics were designed from iron oxide nanoparticles functionalized with folic acid (FA) and loaded with doxorubicin (Doxo) as a therapeutic agent. The incorporation of Doxo was carefully examined to attain a satisfactory drug loading efficiency. The magnet-guiding ability was examined in vitro. To achieve this, a novel continuous flow system was fabricated to quantify the amount of MNPs retained in the magnet site in an environment and under conditions mimicking the bloodstream. The obtained data suggest that almost 21% of the total circulating nanoparticles accumulated in the target site after 45 min of assay. Such amount ensured the doses of Doxo commonly employed during in vivo studies. The release of Doxo was analysed by implementing an original procedure devoted to simulate the pathways followed by MNPs once intravenously administered. From these studies, reliable data on the amount of drug that effectively reached the target site were obtained. The efficiency of the nanosystems as selective contrast agents in MRI was analysed using clinical 1.5 T equipment. Their potential as T2 weighted contrast media was demonstrated. The data collected within this work appear as the former initial stage to validate the nanotheranostics before in vivo evaluation of this novel technology.Fil: Azcona, Pamela Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Montiel Schneider, María Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Grunhut, Marcos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Lassalle, Verónica Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

    Folic acid magnetic nanotheranostics for delivering doxorubicin: Toxicological and biocompatibility studies on Zebrafish embryo and larvae

    No full text
    Doxorubicin (DOXO) is a chemotherapeutic agent widely used for the treatment of solid tumors and hematologic malignancies in both adults and children. However, DOXO causes short- and long-term cardiotoxicity and others undesirable side effects, such as nephrotoxicity and neurotoxicity. Magnetic nanoparticles (MNPs) allow the delivery of drugs specifically to target place, employing an external magnet. Moreover, they may act as contrast agents in MRI providing information on the diagnostic of diverse pathologies. In this way, two functions may be combined in a unique nanosystem known as theranostic. Also, the MNPs can be modified with folic acid (MNPs@FA) to increase the uptake by cancer cells that overexpress the FA receptors. In previous works, our collaborators obtained and characterized MNPs, MNPs@FA, and MNPs@FA@DOXO. It is essential to study the biosafety of nanotheranostic, and there is no published study of Fe 3 O 4 nanoparticles developmental toxicity. Because of that, this work aimed to study the in vivo toxicity and biocompatibility of DOXO, MNPs@FA, and MNPs@FA@DOXO using zebrafish embryo and larvae as an animal model. Viability, developmental toxicity, changes in spontaneous movement (neurotoxicity), changes in cardiac rhythm (cardiotoxicity), and efficiency of DOXO-uptake were studied. While the 48-h treatment with 50 μg/mL of DOXO resulted in a 30% larvae death and the development of significant morphological abnormalities, the treatment with MNPs@FA@DOXO and MNPs@FA did not reduce the viability and did not cause developmental abnormalities. Besides, the MNPs@FA@DOXO reduced the cardiotoxicity and promoted a more rapid and significant uptake of DOXO by zebrafish larvae.Fil: Igartúa, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Azcona, Pamela Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Martinez, Carolina Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Alonso, Silvia del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Lassalle, Verónica Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Prieto, Maria Jimena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de la Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología-Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentin

    Unraveling the molecular mechanism of DII, a new anthelmintic drug

    No full text
    Nematode parasites cause substantial morbidity to billions of people and considerable losses in livestock and food crops. The repertoire of effective anthelmintic compounds is very limited, as drug development has been delayed for decades. By using C. elegans as a model for parasitic nematodes, we previously identified a new imidazole derivative, diisopropylphenyl-imidazole (DII), as a promising candidate for anthelmintic agent. DII lethal effects rely on a previously unidentified muscle nicotinic receptor (AChR), different from the classical levamisole-sensitive AChR. This novel AChR is composed by UNC-29 (a non-alpha subunit incapable of forming homomeric receptors) and other unidentified subunits. To elucidate its stoichiometry, we performed an initial screening of strains containing null mutations in different AChR subunits. By exposing these animals to DII (600 m), we found a null mutant in acr-23 (an alpha nicotinic subunit) that is even more resistant to DII than UNC-29 null mutants. Since the mutants used in the initial screening had not been outcrossed to the wild-type (wt), we performed this outcross four times, selecting (by genotyping) those animals that contain the deletion in acr-23. Surprisingly, these outcrossed animals are as sensitive to DII as the wt. Moreover, when we outcrossed the original mutant strain to the wt selecting by their resistance to DII, we obtained animals that contain wild-type acr-23 alleles. This strongly suggests that another mutation, different from acr-23 deletion, causes the DII resistance. The drug resistance of these mutants appears to be DII-specific, as it is as sensitive to the classic anthelmintic levamisole as the wt. We are now focused on determining the gene that underlies this DII resistant phenotype. Parasite resistance to traditional nematocidal drugs has become a global concern. Therefore, the identification of new anthelmintics with novel targets, as DII, is mandatory to circumvent this growing problem.Fil: Giunti, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Azcona, Pamela Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Blanco, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Silbestri, Gustavo Fabián. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaFil: Rayes, Diego Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: de Rosa, Maria Jose. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaLXIV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica ; LI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Farmacología Experimental ; XXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biología; XXXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología; IX Reunión Anual de la Asociación Argentina de Nanomedicinas; VI Reunión Científica Regional de la Asociación Argentina de Ciencia y Tecnología de Animales de LaboratorioMar Del PlataArgentinaSociedad Argentina de Investigación ClínicaAsociación Argentina de Farmacología ExperimentalSociedad Argentina de BiologíaSociedad Argentina de ProtozoologíaAsociación Argentina de NanomedicinasAsociación Argentina de Ciencia y Tecnología de Animales de LaboratorioThe Histochemical Societ

    Folic acid magnetic nanotheranostics for delivering doxorubicin: toxicological and biocompatibility studies on Zebrafish embryo and larvae

    No full text
    Doxorubicin (DOXO) is a chemotherapeutic agent widely used for the treatment of solid tumors and hematologic malignancies in both adults and children. However, DOXO causes short- and long-term cardiotoxicity and others undesirable side effects, such as nephrotoxicity and neurotoxicity. Magnetic nanoparticles (MNPs) allow the delivery of drugs specifically to target place, employing an external magnet. Moreover, they may act as contrast agents in MRI providing information on the diagnostic of diverse pathologies. In this way, two functions may be combined in a unique nanosystem known as theranostic. Also, the MNPs can be modified with folic acid (MNPs@FA) to increase the uptake by cancer cells that overexpress the FA receptors. In previous works, our collaborators obtained and characterized MNPs, MNPs@FA, and MNPs@FA@DOXO. It is essential to study the biosafety of nanotheranostic, and there is no published study of Fe 3 O 4 nanoparticles developmental toxicity. Because of that, this work aimed to study the in vivo toxicity and biocompatibility of DOXO, MNPs@FA, and MNPs@FA@DOXO using zebrafish embryo and larvae as an animal model. Viability, developmental toxicity, changes in spontaneous movement (neurotoxicity), changes in cardiac rhythm (cardiotoxicity), and efficiency of DOXO-uptake were studied. While the 48-h treatment with 50 μg/mL of DOXO resulted in a 30% larvae death and the development of significant morphological abnormalities, the treatment with MNPs@FA@DOXO and MNPs@FA did not reduce the viability and did not cause developmental abnormalities. Besides, the MNPs@FA@DOXO reduced the cardiotoxicity and promoted a more rapid and significant uptake of DOXO by zebrafish larvae.Instituto Multidisciplinario de Biología Celula
    corecore