Maestría en Ingeniería Biomédica

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Examinando Maestría en Ingeniería Biomédica por Autor "Ochoa Paipilla, Mayerly Natalia"

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    Nanopartículas y radioterapia: evaluación del potencial de una nanoplataforma dopada con iones lantánidos como un agente radiosensibilizador en el tratamiento de glioblastoma en un modelo in vitro
    (2024-06-21) Ochoa Paipilla, Mayerly Natalia; Rodríguez Burbano, Diana Consuelo
    El glioblastoma es un tumor situado en el sistema nervioso central y es considerado como uno de los tumores más agresivos, por lo que es clasificado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como de grado IV [1], [2]. Este tipo de tumor tiene múltiples mecanismos para evadir los tratamientos y logra invadir rápida y progresivamente el tejido nervioso. En la actualidad, su tratamiento se basa en la combinación entre cirugía, radioterapia y en algunos casos específicos, quimioterapia [2]. En el caso de la radioterapia, se presentan dos grandes retos: el primero es erradicar el tejido tumoral asegurando un daño mínimo al tejido sano circundante; el segundo desafío reside en el fenómeno de la radioresistencia de los tumores, es decir la capacidad del tumor a resistir los efectos destructivos de la radiación ionizante. Por esta razón, se ha explorado la incorporación de agentes radiosensibilizantes que permitan incrementar la dosis recibida en el tumor y evitar el daño en el tejido adyacente [3]. En los últimos años, algunos tipos de nanopartículas han jugado un papel importante en este tipo de aplicaciones debido a sus características particulares como su tamaño, composición, y biocompatibilidad las cuales las hacen capaces de interactuar con radiaciones ionizantes, aumentando la dosis depositada y así potencialmente incrementar la eficiencia de este tipo de terapia [4]. Para el caso específico del uso de nanopartículas como agentes radiosensibilizantes en radioterapia se busca que estas contengan en su composición elementos o especies químicas con un alto número de electrones, lo cual puede generar que en el proceso de irradiación se produzcan emisiones secundarias y por tanto la dosis aplicada en los tumores sea mayor . Los puntos de carbono (PC) son un nuevo tipo de nanopartículas basadas en carbono, atractivos por sus características de biocompatibilidad, biodistribución, propiedades ópticas y su facilidad de síntesis. Adicionalmente, este tipo de nanopartículas presenta la capacidad de agregar en su composición átomos que presenten un alto número atómico [5]. En este trabajo se desarrollaron nanoplataformas basadas en puntos de carbono dopadas con iones lantánidos para su preliminar evaluación como agente radiosensibilizador en el tratamiento de glioblastoma. Los PC son sintetizados por el método de microondas a una temperatura de 200ºC usando urea y ácido cítrico como precursores orgánicos. En el proceso sintéticos se incluyen ácido dietilentriaminopentaacético gadolinio (iii) sal dihidrógeno hidrato y cloruro de iterbio (III) hexahidrato como los precursores de iones lantánidos con el fin de incrementar la nube electrónica que interactuará con los haces de energía ionizante. Las nanoplataformas sintetizadas (PC: PC:Gd3+ y PC:Gd3+,Yb3+) fueron caracterizadas por microscopia de fuerza atómica (AFM, por sus siglas en inglés), potencial Z, espectroscopia de fluorescencia, UV-Vis y de infrarrojo. A continuación, se evaluó el efecto citotóxico en diferentes líneas celulares cancerosas y no cancerosas y cultivos primarios en función de las concentraciones de las nanoplataformas, observando que las PC, PC:Gd3+ y PC:Gd3+,Yb3+ no son citotóxicas en concentraciones menores a 500µg/mL y que en células no cancerosas la viabilidad celular es menor que en las células cancerosas expuestas a los tratamientos. Con el fin de conocer las primeras acercaciones al potencial radiosensibilizador de estas nanoplataformas, líneas celulares y cultivos primarios fueron incubados con estos tratamientos y posteriormente irradiados. Dicho proceso, fue realizado en el Centro de Control de Cáncer a partir de un protocolo de irradiación previo. Después de sembrar las células irradiadas, se analizó su capacidad de proliferación celular obteniendo la curva de fracción de superviviencia para la línea celular U87 y los cultivos primarios de glioma, mostrando una disminución en la fracción de supervivencia de las células con tratamiento (PC y PC:Gd3+) respecto a las células sin el mismo. Concluyendo así, un posible potencial como agente radiosensibilizador en el tratamiento de glioblastoma, por medio del ensayo in vitro.