Síntesis y conjugación de nanopartículas de oro para aplicaciones biomédicas

Abstract

"La ablación fototérmica de tumores podría llevarse a cabo con nanopartículas de oro multirramificadas (MBAuNPs, por sus siglas en inglés) que tengan absorbancia máxima (Amax) en el infrarrojo cercano y funcionalizadas con ligandos que las unan a los marcadores tumorales diana. En este trabajo describimos los avances logrados para obtener MBAuNPs ideales para la ablación fototérmica de tumores: 1) síntesis y caracterización de las MBAuNPs, 2) caracterización de la corona proteínica (CP) de MBAuNPs expuestas a seroalbúmina bovina (BSA, por sus siglas en inglés) y suero humano (SH) y 3) identificación de marcadores moleculares de dos líneas celulares: cáncer de mama (MDA-MB-231) y cáncer del cuello uterino (HeLa) mediante la técnica de despliegue en fagos. Las semillas de Au (oro) sintetizadas generan estequiométricamente MBAuNPs similares a piñatas de 8-20 picos, potencialmente útiles para la ablación fototérmica de tumores, ya que inducen hipertermia por irradiación con un láser de 808 nm a 0.75 W/cm2, con incrementos de temperatura de más de 4 °C en geles phantom, que simulan la piel. El área de superficie calculada para las MBAuNPs varía de 25 a 41 µm2, dependiendo del número de picos usados para modelarlas. Las MBAuNPs expuestas a BSA adquieren una CP ‘dura’ constituida por una película interna de una a dos capas de moléculas de BSA unidas covalentemente a la superficie de cada nanopartícula y una porción externa laxa dada por la aglomeración de moléculas de proteína unidas entre sí por enlaces no covalentes. Las MBAuNPs y MBAuNPs-BSA expuestas a SH adquieren proteínas séricas adicionales. Mediante la técnica de despliegue en fagos, al cabo de cuatro tamizajes seleccionamos 27 clonas de fagos con péptidos que se unen fuertemente a la superficie de las células blanco, entre las cuales identificamos cuatro motivos peptídicos consenso: dos para células MDA-MB-231, uno para células HeLa y otro común para ambas líneas celulares."

"Photothermal tumor ablation might be carried out with multibranched gold nanoparticles (MBAuNPs) having maximum absorbance (Amax) in the infrared region, and functionalized with ligands that bind them to the target tumor markers. In this work we describe the progress to obtain ideal MBAuNPs for photothermal ablation of tumors: 1) synthesis, characterization and selection of MBAuNPs, 2) characterization of the protein corona of MBAuNPs exposed to bovine serum albumin (BSA) and human serum (HS), and 3) identification of molecular markers of two cancer cell lines: breast cancer (MDA-MB-231) and cervical cancer (HeLa),using the phage display technique. Synthesized spherical Au seeds stoichiometrically generate piñata-like MBAuNPs with 8-20 peaks potentially useful for photothermal tumor ablation, since they induce hyperthermia of more than 4 °C in phantom gels 2 mimicking the skin irradiated with an 808 nm laser at 0.75 W/cm .The surface area 2 calculated for MBAuNPs ranges from 25 to 41 μm , depending of the number of peaks used to model them. MBAuNPs exposed to BSA acquire a protein corona with an internal ‘hard’ portion composed by one or two layers of BSA molecules covalently bound to their surface, and an external ‘soft’ portion formed by agglomerated BSA molecules linked by non-covalent bonds. MBAuNPs and MBAuNPs-BSA exposed to HS acquire additional serum proteins. Using the phage display technique, we selected 27 phage clones with peptides that bind strongly to the surface of the target cells, amongst which we identified four consensus peptide motifs: two for MDA-MB-231 cells, one for HeLa cells, and one common for both cell lines."