Estudio de conjugación de un aptámero de ADN a dos sistemas de nanopartículas y evaluación de internalización celular

Abstract

La nanotecnología en ciencias farmacéuticas impulsa el desarrollo de carriers para mejorar la formulación de moléculas de baja solubilidad y/o permeabilidad, cuidando además de su biodisponibilidad y estabilidad. Es así como nanocarriers han sido estudiados para diseñar sistemas que permitan incorporar fármacos cuyos objetivos terapéuticos no han podido ser cumplidos. Por consiguiente, se han estudiado diferentes maneras de entregar estos nanocarriers, dónde una de ellas es el llamado targeting pasivo, en el cual la formulación se acumula en una zona debido a cambios endoteliales producidos por una patología específica. La desventaja de este método es que expone a las demás células a fármacos posiblemente citotóxicos y además las concentraciones alcanzadas no son las suficientes para tratar la patología. Por eso, una alternativa es utilizar una entrega mediante targeting activo, dónde se une al nanocarrier un ligando que permita la interacción específica con algunos tipos de células. En este estudio se utilizaron dos tipos de nanocarriers, nanopartículas de núcleo lipídico (NL) y nanopartículas poliméricas (NPP). A estos nanocarriers se les conjugó un aptámero de ADN que permite el reconocimiento de células cancerígenas y se incorporó Rodamina 123 como fármaco modelo y fluoróforo. Lo anterior con el objetivo de evaluar al mejor candidato en una línea celular cancerígena (HeLa) y determinar cómo cambia la internalización celular del carrier en presencia del aptámero. Para esto, se conjugó el aptámero antes de formar la nanopartícula y posterior a la formación de esta, de esta manera se obtuvieron cuatro formulaciones. Se seleccionó una formulación de NL con aptámero conjugado antes de la formación de partícula y cargado con rodamina y se obtuvo un tamaño de 36,54 ± 2,20 nm, un potencial zeta de -10,3 ± 0,1 mV, y con un 83,17 ± 1,55% de incorporación de Rodamina 123 al sistema. Finalmente, se evaluó la internalización celular de esta NL mediante microscopía confocal. El resultado obtenido muestra que la formulación que posee el aptámero incorporado tiene una intensidad de fluorescencia más alta respecto a los controles. Estos resultados son alentadores y dan pie a futuros estudios sobre la relación entre la composición de la nanopartícula y la eficiencia de internalización

Nanotechnology in pharmaceutical sciences promotes the development of carriers to improve the formulation of molecules with low solubility and/or permeability, taking care of their bioavailability and stability. This is how this property has been studied to design systems that allow incorporating drugs whose therapeutic objectives have not been met. Therefore, different ways of delivering these nanocarriers have been studied, one of them is through a passive targeting, in which the formulation accumulates in an area due to endothelial changes produced by a specific pathology. The disadvantage of this the method is that it exposes the other cells to potentially cytotoxic drugs and the concentrations achieved are not sufficient to treat the pathology. Therefore, an alternative is to use a delivery by active targeting, where a ligand of a specific cellular receptor is incorporated into the nanocarrier. In this study two types of nanocarriers, lipid core nanoparticles (NP) and polymeric nanoparticles (NPP) were used. To which a DNA aptamer was conjugated and Rhodamine 123 was incorporated ad model molecule and fluorophore. This was done with the objective of evaluating the best candidate in a HeLa cancer cell line and determining how the cellular internalization of the carrier changes in the presence of the aptamer. For this, the aptamer was conjugated before forming the nanoparticle and after the formation of the nanoparticle, in this way four formulations were obtained. An NL formulation with a conjugate before particle formation and loading with rhodamine was selected and a size of 36.54 ± 2.20 nm was obtained, a zeta potential of -10.3 ± 0.1 mV, and with 83.17 ± 1.55% incorporation of Rhodamine 123 into the system. Finally, the cellular internalization of this NL was evaluated by confocal microscopy. The result obtained shows that the formulation possessing the incorporated device has a higher fluorescence intensity with respect to the controls. These results are encouraging and give rise to future studies on the relationship between the composition of the nanoparticle and the efficiency of internalization