Evaluación del efecto de nanopartículas superparamagnéticas en células cancerígenas

Abstract

RESUMEN: El cáncer es una de las enfermedades que más impacto tiene en la sociedad al día de hoy; millones de personas contraen algún tipo de cáncer cada año y también son millones los decesos que ocurren por la misma causa. Si bien existen tratamientos para combatir esta enfermedad, estos pueden llegar a ser muy costosos y de igual manera someten al cuerpo del paciente a una gran cantidad de efectos secundarios que pueden deteriorar la calidad de vida de la persona o incluso derivar en alguna otra enfermedad. Por lo anterior, es necesario la investigación desde el campo de la nanotecnología, para buscar tratamientos coadyuvantes, que afecten en menor medida la salud del paciente, como es el uso de las nanopartículas superparamagnéticas de óxido de hierro, las cuales actúan de una manera más localizada que los tratamientos convencionales. En el presente trabajo, se pretende estudiar el efecto de las nanopartículas superparamagnéticas de óxido de hierro (SPIONs) sobre células cancerígenas de colon. Las nanopartículas fueron sintetizadas por medio de co-precipitación química, donde se mezclaron dos sales precursoras: cloruro de hierro II (FeCl2) y cloruro de hierro III (FeCl3) y también se usó hidróxido de amonio (NH4OH) como agente reductor. Las nanopartículas fueron luego recubiertas por carboximetil-quitosano por un proceso de ultrasonicación para aumentar su biocompatibilidad. Las nanopartículas fueron caracterizadas tanto antes como después de ser recubiertas para analizar diversas propiedades físicas y químicas por medio de microscopía electrónica de transmisión (TEM) para determinar su forma y tamaño, difracción de rayos X (DRX) para analizar la estructura cristalina, dispersión de luz dinámica (DLS) para observar su diámetro hidrodinámico y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para determinar la composición por medio de grupos funcionales. En una primera aproximación, las nanopartículas funcionalizadas fueron llevadas a un cultivo celular donde se evaluó su porcentaje de viabilidad, demostrando que en una concentración aproximadamente de 100 µg/mL de medio de cultivo, las nanopartículas funcionalizadas presentaron mejor porcentaje de viabilidad. Se espera que, bajo la acción de un campo magnético, las nanopartículas incrementen la temperatura del medio, causando la muerte de las células; en este trabajo se presenta cómo afectan las SPIONs a células cancerígenas de colon.

ABSTRACT: Cancer is one of the diseases that has most impact on society nowadays, millions of people contract some kind of cancer each year and so are the millions of demises that happens because of the same reason. Although there are treatments to combat this disease, these can get very expensive and they subject the body to a great amount of secondary effects that can deteriorate the person’s quiality of life or even lead into another desease. Because of that, it is necessary to investigate from the nanotechnology field, to seek adjuvant treatments, that affect the patient’s heatlh to a lesser extent, like the use of superparamagnetic iron oxide nanoparticles, which act in a more localized way tan the conventional treatments. In this work, it is intended to study the effect of the superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) on colon cancer cells. The nanoparticles were sintetized by th co-precipitation method, where two precursor salts were mixed: iron chloride II (FeCl2) and iron chloride III (FeCl3), alongside ammonium hydroxide (NH4OH) as a reductor agent. The nanoparticles were coated with carboximethyl-chitosanin an ultrasonication process to increase their biocompatibility. Nanoparticles were then characterized both before and after coating for analyzing diverse physical and chemical properties by transmission electron microscope (TEM) to determine thier shape and size, X-ray difraction (XRD) to analyze the crystaline structure, dynamic light scattering (DLS) to observe ther hydrodynamic diameter and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) to determine the composition through the functional groups. In a first approximation, the functionalized nanoparticles were then taken to a cell culture where their viability percentage was evaluated, demonstarting that in a concentration approximately of 100 µg/ mL of culture media, the functionalized nanoparticles presented better viability percentage. It is expected that, under the action of a magnetic field, the nanoparticles increase the medium, causing the cells death; in this work it is presented how the SPIONs affect the colon cancer cells.