Nanopartículas de oro funcionalizadas para detección de células tumorales mediante el uso de Micro-CT

Abstract

En la actualidad el principal problema con los tratamientos para el cáncer es que en ciertos casos no se logra el balance adecuado entre la destrucción del tejido cancerígeno y la destrucción del tejido sano, principalmente por la falta de selectividad en el tratamiento. También, otra de las limitaciones es la falta de metodologías que permitan la detección temprana de los tumores. Recientemente se han desarrollado nuevas herramientas basadas en nanotecnología que permiten detectar en forma temprana el cáncer, mejorando el pronóstico y la sobrevida del paciente. Es así como las nanopartículas de oro funcionalizadas poseen interesantes propiedades como una acumulación selectiva en tumores y por ser elementos con gran masa nuclear son útiles como agentes de contraste permitiendo mejorar la detección de células tumorales in vivo. En este escenario, el uso de la tomografía computarizada (CT) en conjunto con nanopartículas de oro tiene un futuro prometedor, ya que es una técnica no invasiva, de bajo costo y que entrega imágenes en 3D de alta calidad y resolución, dado el alto coeficiente de atenuación frente a los rayos X que presentan las nanopartículas. Es así como en la presente memoria se evaluó el potencial uso de nanopartículas de oro para la detección sensible de células tumorales de melanoma (B16F10) que producen metástasis in vivo en ratón. De este modo se propone la utilización de una plataforma de detección basada en la utilización de nanoesferas de oro, que, mediante la funcionalización de su superficie con ácido fólico, facilite la internalización celular aumentando así la selectividad sobre células cancerígenas. Este nanosistema sensible y afín por células tumorales será internalizado, facilitando así la detección de las células por tomografía computarizada (Micro-CT). Las células B16F10 (melanoma) se marcaron con nanopartículas de oro esféricas de 12 nm funcionalizadas con ácido fólico. Las mencionadas células presentan sobreexpresión de receptores del ácido fólico favoreciéndose así la endocitosis de las nanopartículas funcionalizadas mediada por receptores. Posteriormente, se evaluó por la técnica de tomografía computarizada el mínimo número de células detectable. Es así que se logró la detección de 25000 células lo que podría equipararse a un tumor de 0,25 mm. En un futuro se realizarán estudios in vivo para evaluar la sensibilidad de detección de celulas con el fin de detectar tempranamente el proceso de la metástasis

At present, the main problem with cancer treatments is that in certain cases the adequate balance between the destruction of the carcinogenic tissue and the destruction of healthy tissue is not achieved, mainly due to the lack of selectivity in the treatment. Likewise, another of the limitations is the lack of methodologies that allow early detection of tumors. Recently, new nanotechnology-based tools have been developed that allow cancer to be detected early, improving the patient's prognosis and survival. This is how functionalized gold nanoparticles have interesting properties such as a selective accumulation in tumors and because they are elements with large nuclear mass they are useful as contrast agents allowing to improve the detection of tumor cells in vivo. In this scenario, the use of computed tomography (CT) in conjunction with gold nanoparticles has a promising future, since it is a non-invasive, low-cost technique that delivers high-quality 3D images and resolution, given the high attenuation coefficient against the x-rays presented by the nanoparticles. Thus, the potential use of gold nanoparticles for the sensitive detection of melanoma tumor cells (B16F10) that produce metastases in vivo in mice was evaluated herein. Thus, the use of a detection platform based on the use of gold nanospheres is proposed, which, by functionalizing its surface with folic acid, facilitates cell internalization, thereby increasing selectivity on cancer cells. This sensitive and related nanosystem by tumor cells will be internalized, thus facilitating the detection of cells by computed tomography (Micro-CT). B16F10 cells (melanoma) were labeled with spherical gold nanoparticles of 12 nanometers functionalized with folic acid. The aforementioned cells exhibit overexpression of folic acid receptors thus favoring endocytosis of functionalized receptor-mediated nanoparticles. Subsequently, the minimum number of detectable cells was evaluated by computed tomography. Thus, the detection of 25,000 cells was achieved, which could be equated with a 0.25 mm tumor. In the future, in vivo studies will be carried out to evaluate the sensitivity of cell detection in order to detect the metastasis process early