Radiofármaco teragnóstico basado en dendrímeros conjugados a ácido fólico y Lys3 -bombesina con nanopartículas de oro en la cavidad dendrítica

Abstract

Teragnósticos (o teranósticos) es un acrónimo de terapéuticos y diagnósticos. En este proyecto, el término se refiere a vectores moleculares/macromoleculares de reconocimiento específico y a nanoplataformas que incorporan ambas funciones, diagnóstico y terapia de forma simultánea. Además de incorporar funciones diagnósticas y terapéuticas, estas entidades pueden ser útiles en el seguimiento de la progresión de la enfermedad y en la evaluación de la respuesta a la terapia combinada. Por otro lado, a través del uso de radiofármacos es posible registrar y detectar por imagen in vivo, la distribución espacio-temporal de procesos moleculares o celulares para aplicaciones diagnósticas y/o terapéuticas utilizando técnicas de medicina nuclear molecular. En particular, los radiofármacos basados en lutecio-177 son considerados teranósticos por su emisión gamma (208 keV ), útil para realizar la imagen diagnóstica, y por su emisión beta negativa (Emax 498 keV ) adecuada para aplicaciones terapéuticas. En este trabajo de tesis se reporta por primera vez, la preparación de un nuevo radiofármaco de lutecio-177 multivalente y multifuncional basado en un dendrímero (PAMAM-G4) conteniendo nanopartículas de oro en sus cavidades y conjugado a ácido fólico y al péptido bombesina, para su posible uso en radioterapia dirigida, terapia fototérmica plasmónica e imagen molecular dual (óptica y nuclear) de cáncer de mama. Por tanto, el primer objetivo de esta investigación fue sintetizar 177Lu-dendrímero-folato-bombesina con nanopartículas de oro (AuNPs) en la cavidad dendítica (177Lu-DenAuNPFolato-Bombesina) y evaluar el potencial del radiofármaco para la radioterapia dirigida y la detección simultánea de receptores de folato (FR) y de receptores del péptido liberador de gastrina (GRPRs) sobre-expresados en células de cáncer de mama. El p-SCN-bencil-DOTA se conjugó en medio acuoso básico a los grupos amino del dendrímero. Los grupos carboxilato de la Lys1-Lys3 (DOTA)-bombesina y el ácido fólico se activaron con HATU y también se conjugaron al dendrímero. El conjugado se mezcló con HAuCl4 seguido de la adición de NaBH4 y se purific´ mediante ultrafiltraci´on. Se realiz´o el an´alisis elemental (EDS), la distribuci´on de tamañó de partícula (DLS), análisis de TEM, espectroscopia de UV-Vis, infrarrojo y de fluorescencia. El conjugado se marcó radiactivamente usando 177LuCl3 y se analizó por radio-HPLC. Los estudios confirmaron la funcionalización del dendrímero con alta pureza radioquímica (> 95 %). Los resultados de fluorescencia demostraron que la presencia de AuNPs en las cavidades dendríticas confiere al radiofármaco propiedades físicas útiles para la obtención de imágenes ópticas. Los estudios de unión en células de cáncer de mama T47D mostraron una captación celular específica (41,15 ± 2,72 %). Por tanto, el 177Lu-DenAuNP-Folato-Bombesina presenta propiedades adecuadas como un agente de imagen óptica y nuclear para tumores de mama que sobre-expresan GRPR y FRs, así como un nanosistema con potencial para ser utilizado en radioterapia de blancos moleculares específicos. La integración de propiedades fluorescentes y plasmónicas en una molécula es de importancia en el desarrollo de nanosensores multifuncionales para imagen y terapia. El segundo objetivo de esta investigación fue evaluar las propiedades fluorescentes y el potencial terapéutico fototérmico plasmónico y radioterapéutico del 177Lu-DenAuNP-Folato-Bombesina cuando se internaliza en células T47D de cáncer de mama. La fluorescencia intensa NIR emitida a 825 nm del conjugado dentro de las células, corroboró la utilidad de DenAuNP-Folato-Bombesina para la formación de imágenes ópticas. Después de la irradiación láser, la presencia del nanosistema en las células provocó un aumento significativo de la temperatura del medio (46.8 ◦ C, comparado con 39.1 ◦ C sin DenAuNP-Folato-Bombesina, p < 0.05), lo que resultó en una disminución significativa en la viabilidad celular (Hasta 16.51 ± 1.52 %) debido a las propiedades plasmónicas del 177LuDenAuNP-Folato-Bombesina. Después del tratamiento con el radiofármaco, la viabilidad celular T47D disminuyó 90 % debido a la dosis absorbida por radiación (63.16 ± 4.20 Gy) administrada dentro de las células. Se concluye que el 177Lu-DenAuNP-Folate-Bombesina internalizado en células de cáncer presenta propiedades adecuadas para la obtención de imágenes ópticas, terapia fototérmica-plasmónica y radioterapia dirigida.