Evaluación de las propiedades teranósticas de nanopartículas de oro de 5 nm para tratamiento de cáncer

Abstract

El cáncer es uno de los principales problemas de salud a nivel mundial. Aunque existen diferentes opciones terapéuticas constantemente se desarrollan tratamientos alternativos más eficaces y menos tóxicos que complementen o sustituyan los existentes. Uno de los enfoques actuales en el tratamiento del cáncer es la llamada medicina personalizada, que utiliza información específica tanto del tumor como del paciente para facilitar el diagnóstico, planificar el tratamiento y determinar su eficacia. Con este propósito resultan de suma importancia los sistemas combinados terapia-imagen, denominados teranósticos. Entre las terapias actuales contra el cáncer resultan de interés la terapia fototérmica (PTT) y la terapia fotodinámica (PDT). En la PTT se genera calor en la zona tumoral, mientras que en la PDT se producen especies reactivas de oxígeno (ROS). Ambos resultados son letales para las células. Para ello, se dirigen agentes fototérmicos (PT) o fotosensibles (PS) al sitio de interés y posteriormente se irradia con luz láser de apropiada longitud de onda o con rayos X (Rx). Las nanopartículas de oro (NP Au) muestran al unísono propiedades fototérmicas y fotosensibles debido a la resonancia de plasmón de superficie localizada (LSPR) por lo que tienen un gran potencial para la PTT y la PDT. Las propiedades fisicoquímicas y optoelectrónicas de las NP Au dependen de su tamaño, forma, composición y concentración por lo que sus ventajas como PT o PS dependen, en gran medida, de las condiciones experimentales específicas. En este trabajo se evalúa si la irradiación de NP Au esféricas de 5 nm con luz láser (532 nm y 1064 nm) y con Rx produce suficiente cantidad de ROS y de calor para el diseño posterior de sistemas teranósticos. Se irradiaron NP Au con luz láser de 532 nm, que es una longitud de onda cercana a la banda de absorción del LSPR. Sin embargo, debido a que el tejido humano absorbe gran parte de esta longitud de onda, su uso clínico es limitado, por lo que también se irradió a 1064 nm longitud de onda que se absorbe menos por el tejido. El efecto multifotónico a 1064 nm puede ser el mismo que el monofotónico a 532 nm. Al irradiar las NP Au a ambas longitudes de onda se observó producción de ROS y aumento de temperatura (T) en el medio. Estos resultados permiten concluir que las NP Au esféricas de 5 nm son agentes potenciales para impartir, de manera simultánea, PTT y PDT, mediante irradiación con luz láser de 532 y 1064 9 nm. Se experimentó también la producción de ROS al irradiar con Rx generados por una diferencia de potencial de 6 MV. En este caso no se obtuvieron los resultados esperados. La irradiación con Rx en las condiciones experimentales utilizadas no demostró que puedan utilizarse estas NP como agentes para PDT. Sin embargo, la irradiación de suspensiones de diferente concentración de NP Au con Rx de uso diagnóstico mostró un aumento de la atenuación de los Rx directamente proporcional a la concentración de NP, lo que confirma el potencial uso de estas nanoestructuras como agentes de imagen. Se concluye que las NP Au esféricas de 5 nm tienen capacidad como agentes terapéuticos oncológicos ya que producen calor y ROS cuando se irradian con luz de apropiada longitud de onda. Sus cualidades como agentes de imagen, posibilitan el desarrollo futuro de sistemas teranósticos terapia-imagen.