Obtención de conjugados de péptidos nanopartículas metálicas con potenciales aplicaciones biomédicas

Abstract

Uno de los avances de la nanotecnología es la aplicación de nanopartículas metálicas (NPs) en el campo de la biomedicina. Estas NPs en presencia de campos magnéticos oscilantes (CMO) pueden absorber energía en forma eficaz y disiparla localmente efectuando una especie de cirugía molecular, produciendo la desagregación de agregados proteicos tóxicos o la muerte de células tumorales. La clave para el uso de NPs metálicas es que las mismas puedan dirigirse específicamente al sitio de acción. Mediante el uso de péptidos es posible dirigir selectivamente NPs a agregados tóxicos de la proteína b-amiloide (A ), presentes en cerebro de pacientes que padecen la enfermedad de Alzheimer (EA) o a células tumorales en el caso de cáncer. Con este fin, se sintetizaron NPs de oro (AuNPs) y NPs de óxido de hierro (NPs de g−Fe2O3), las cuales se conjugaron a los péptidos BN y RAF que son capaces de reconocer células tumorales y a los péptidos INH, i1 e i2 con capacidad de unirse a los agregados tóxicos de A . Asimismo, para evaluar el grado de toxicidad que presentan estos conjugados, se realizaron ensayos de citotoxicidad en diferentes líneas celulares, mientras que para determinar si los péptidos INH, i1 e i2 conjugados a las NPs mantienen su actividad biológica, se estudió la interacción in vitro de los conjugados con agregados de A . De esta manera, se obtuvieron AuNPs de 12 nm y NPs de g−Fe2O3 de 8 nm conjugadas a los péptidos de interés. Los conjugados de los péptidos INH, i1 e i2 a las AuNPs presentaron un bajo grado de toxicidad in vitro, manteniendo su capacidad de unirse a los agregados tóxicos de Ab. Por otra parte, los mismos péptidos conjugados a NPs de g−Fe2O3 presentaron la toxicidad inherente a las NPs, mientras que las NPs de g−Fe2O3 conjugadas al péptido BN presentaron, de la misma manera, el efecto tóxico propio de las NPs, no incrementándose dicho efecto por la presencia del péptido en cuestión. La conjugación de NPs de g−Fe2O3 con el péptido RAF produjo una disminución de la toxicidad dosis dependiente, posiblemente por un efecto biocompatibilizador del péptido.

One of the developments in nanotechnologies is the application of metallic nanoparticles (NPs) in biomedicine field. When exposed to oscillating magnetic fields (OMF), NPs are able to absorb energy and deliver it with nanometrical accuracy, carrying out a sort of molecular surgery, resulting in the disruption of toxic protein conglomerates or tumour cells death. The main feature that metallic NPs could have is related with the ability to reach specific therapeutic sites. NPs coated with adequate peptides could be targeted to toxic aggregates of beta amyloid (A ), which is involved in Alzheimer disease (AD), or toward tumour cells in cancer. In consequence, gold NPs (AuNPs) and iron oxide NPs (g−Fe2O3 NPs) were synthesized and subsequently conjugated to a BN and RAF peptides, which are able to recognize tumour cells. In the other hand, AuNPs and g−Fe2O3 NPs were also conjugated to other peptides with high affinity for toxic deposits of A . In this regard, toxicity assays were perfomed in order to evaluate the toxicity level of those conjugates using different cell tumour lines, whereas in vitro interaction between conjugates peptide-NPs and A fibers was studied to determinate if peptides maintain its biological activity. Consequently, AuNPs of 12 nm and g−Fe2O3 NPs of 8 nm were obtained and subsequently conjugated to the peptides in matter. In vitro, AuNPs conjugated to the peptides with high affinity for toxic deposits of A , showed a low toxicity degree maintaining its ability to interact with those toxic deposits. Finally, g−Fe2O3 NPs showed to be toxic either conjugated or not to the same peptides that showed affinity for A deposits exposed before. Besides, a characteristic toxic effect of the g-Fe2O3 NPs was observed, which was not increased by the presence of BN peptide, nevertheless, a decrease in the toxicity dose dependent was produced by g−Fe2O3 NPs conjugated to RAF probably due to a biocompatibility effect of this peptide.