Respuesta al Estrés Oxidativo de Células Endoteliales Humanas a Nanopartículas Ramificadas de Oro

Abstract

"Los tratamientos convencionales para el cáncer presentan limitaciones en su eficacia debido a la falta de especificidad y al daño en células sanas. La nanomedicina propone el uso de nanopartículas de oro (AuNPs) como tratamiento alternativo para el cáncer por su alta biocompatibilidad. Donde las AuNPs multi-ramificadas (MBAuNPs) se destacan como agentes fototérmicos eficaces para inducir la muerte celular selectiva en tejidos específicos. Dependiendo de su forma y composición, los nanomateriales poseen propiedades que influyen en su comportamiento en sistemas biológicos, lo que afecta la respuesta a dosis y su eficacia. En este estudio, se realizó la síntesis de nanopartículas de oro esféricas utilizando el método de Turkevich y dos tipos de nanopartículas ramificadas o anisotrópicas mediante el método de Carreón y Yuang. Para evaluar la biocompatibilidad de las MBAuNPs en EA.hy926 se evaluó la viabilidad celular, la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), y la expresión de los genes SOD-1, TXN y GAPDH mediante q-PCR. Los resultados mostraron que después de 24h y 48h de exposición la viabilidad celular se mantuvo entre 80-95% para MBAuNPs de Carreón y de Yuang en todas las condiciones. El nivel de ROS en las células tratadas fue similar a los obtenidos en los cultivos control. La expresión de los genes SOD-1 y TXN fue menor al del control, mientras que la expresión de GAPDH similar al control tratamientos con MBAuNPs de Carreón; sin embargo, su expresión disminuyó significativamente con MBAuNPs de Yuang. Se concluyó que ambas MBAuNPs son biocompatibles con las células EA.hy926 a corto plazo, pero muestran una leve citotoxicidad a 1 ppm y a tiempos prolongados. Los ensayos de estrés oxidativo no muestran un aumento en la acumulación de ROS. El nivel de expresión de los genes SOD-1 y TXN sugiere que no hay estrés oxidativo, pero la reducción en la expresión del gen GAPDH con las MBAuNPs de Yuang sugiere una interferencia en el metabolismo celular."

"Conventional cancer treatments present limitations in their effectiveness due to lack of specificity and to the damage caused to healthy cells. Nanomedicine suggests the use of gold nanoparticles (AuNPs) as an alternative cancer treatment because of their high biocompatibility. Among them, multi-branched gold nanoparticles (MBAuNPs) stand out as effective photothermal agents for inducing selective cell death in specific tissues. Depending on their shape and composition, nanomaterials possess properties that influence their behavior in biological systems, affecting dose response and efficacy. Spherical gold nanoparticles were synthesized using the Turkevich method, while two types of branched or anisotropic nanoparticles were synthesized using the methods of Carreón and Yuang. To assess the biocompatibility of MBAuNPs in EA.926, cell viability, reactive oxygen species (ROS) generation, and the expression of SOD-1, TXN, and GAPDH genes were evaluated using q-PCR. The results showed that after 24 and 48 h, cell viability remained between 95-80% for both nanoparticles under all conditions. ROS levels in treated cells were similar to those in control cultures. Expression of SOD-1 and TXN was lower compared to the control, while GAPDH expression was normal in treatments with Carreón's MBAuNPs; however, its expression decreased significantly with Yuang's MBAuNPs. It was concluded that both MBAuNPs are biocompatible with EA.hy926 cells in the short term, but show slight cytotoxicity at 1 ppm and prolonged exposure. Oxidative stress assays did not show an increase in ROS production, indicating absence of oxidative stress. The expression of SOD-1 and TXN suggests no oxidative stress, but the reduction in GAPDH gene expression with Yuang's MBAuNPs suggests interference with cellular metabolism."