Nanopartículas como moduladores de los efectos de las radiaciones ionizantes

Abstract

La radioteràpia és un tractament antineoplàsic àmpliament utilitzat tot i els seus efectes adversos sobre teixits no tumorals. Els agents radiosensibilitzadors, com les nanopartícules d'or, poden ajudar a incrementar els efectes de les radiacions a les cèl·lules tumorals. En la present tesi, s'ha avaluat l'efecte radiosensibilitzador de nanopartícules d'or, de 50 i 100 nm de diàmetre, tant sense funcionalització superficial com funcionalitzades de manera específica per dirigir-les cap a dues línies cel·lulars tumorals: Caco2 (adenocarcinoma de colon) i SKBR3 (adenocarcinoma de mama). Amb la fi d'avaluar aquest efecte radiosensibilitzador, s'han portat a terme una sèrie d'estudis: l'avaluació qualitativa de la internalització de les nanopartícules per part de les cèl·lules, l'anàlisi del nombre de foci de de y-H2AX després d'irradiar amb radiació ionitzant a una dosi de 3 Gy i l'avaluació de la viabilitat cel·lular post irradiació mitjançant un assaig amb MTT. Els resultats obtinguts han mostrat que el tractament de les línies cel·lulars amb nanopartícules d'or funcionalitzades de manera específica, especialment les de 50 nm de diàmetre, incrementa l'efecte de les radiacions ionitzants, tant a nivell de dany genètic (formació de foci de y-H2AX) com de viabilitat cel·lular. Tot i la dificultat per extrapolar els resultats obtinguts de manera universal (degut a la quantitat i complexitat de factors involucrats en l'actuació de les nanopartícules com a agent radiosensibilitzador), aquests són prometedors i demostren que la funcionalització específica de les nanopartícules adquireixen especial importància a l'hora d'obtenir l'efecte desitjat sobre el teixit diana.

La radioterapia es un tratamiento anti-neoplásico ampliamente utilizado a pesar de sus efectos adversos en tejidos no tumorales. Los agentes radiosensibilizadores, como las nanopartículas de oro, pueden ayudar a incrementar los efectos de las radiaciones en las células tumorales. En la presente tesis se ha evaluado el efecto radiosensibilizador de nanopartículas de oro, de 50 y 100 nm de diámetro, tanto sin funcionalización superficial como funcionalizadas de manera específica para dirigirlas hacia dos líneas celulares tumorales: Caco2 (adenocarcinoma de colon) y SKBR3 (adenocarcinoma de mama). Con el fin de evaluar este efecto radiosensibilizador, se han llevado a cabo una serie de estudios: la evaluación cualitativa de la internalización de las nanopartículas por parte de las células, el análisis del número de foci de y-H2AX después de irradiar con radiación ionizante a una dosis de 3 Gy y la evaluación de la viabilidad celular post irradiación mediante un ensayo con MTT. Los resultados obtenidos han mostrado que el tratamiento de las líneas celulares con nanopartículas de oro funcionalizadas de manera específica, especialmente las de 50 nm de diámetro, incrementa el efecto de las radiaciones ionizantes, tanto a nivel de daño genético (formación de foci de y-H2AX) como de viabilidad celular. A pesar de la dificultad para extrapolar los resultados obtenidos de manera universal (debido a la cantidad y complejidad de factores involucrados en la actuación de las nanopartículas como agente radiosensibilizador), éstos son prometedores y demuestran que la funcionalización específica de las nanopartículas adquiere especial importancia a la hora de obtener el efecto deseado sobre el tejido diana.

Radiation therapy is a widely used type of anti-neoplastic treatment, despite its adverse effects on non-tumoral tissue. Radiosensitizing agents, such as gold nanoparticles, can help increase the effect of radiation on tumoral cells. In the present thesis, the radiosensitizing effect of gold nanoparticles, of 50 and 100 nm of diameter, either without surface functionalization or specifically functionalized to target two tumor cell lines: Caco2 (colon adenocarcinoma) and SKBR3 (breast adenocarcinoma). With the aim of evaluating the radiosensitizing effect, a series of tests were carried out: a qualitative evaluation of nanoparticle internalization by the cells, the analysis of the number of y-H2AX foci after irradiation with ionizing radiation at a 3 Gy dose, and the evaluation of cell viability after irradiation by means of an MTT assay. The obtained results have shown that treating the cell lines with specifically functionalized gold nanoparticles, especially those of 50 nm of diameter, increases the effect of ionizing radiation, both in genetic damage (y-H2AX foci appearance) and cell viability. Despite the difficulties of universally extrapolating the results obtained (due to both the quantity and complexity of involved factors when nanoparticles act as a radiosensitizing agent), these results are promising and they demonstrate that specifically functionalizing nanoparticles acquires great relevance when trying to obtain the desired effect on the target tissue.