Perturbaciones magnetomecánicas de partículas magnéticas internalizadas en células tumorales

Abstract

Si bien en los últimos años, a través de diversas vías terapéuticas, se ha logrado un buen control del cáncer, en la actualidad sigue siendo una enfermedad compleja y frecuente. No sólo por su incidencia, sino por la proporción tan alta de pacientes que padecen recaídas. Esto, a su vez, constituye un reto terapéutico adicional considerando el progresivo aumento en la vida media de la población. Por este motivo, se busca optimizar las diferentes opciones de tratamientos, dado que aunque se han realizado importantes avances, es necesario mejorar la tasa curativa de la enfermedad y la sobrevida del paciente. Este trabajo tiene como objetivo evaluar los efectos citotóxicos inducidos por el movimiento y rotación de nanoestructuras magnéticas en el interior de células tumorales para su eventual uso terapéutico. Con ese fin se busca correlacionar las características del movimiento de las nanoestructuras con los efectos biológicos inducidos. Estudios recientes han demostrado la factibilidad de esta técnica. Como muestran Shen et al (2017), la ruptura de las membranas lisosomales puede inducir una muerte celular con el tiempo. En este último trabajo, se rastreó las nanopartículas magnéticas (NPM) para asegurarse que se encuentren en los lisosomas, para luego aplicar el estímulo externo del campo, generando así el vuelco del contenido lisosomal en el citoplasma. Por otra parte, Chen et al (2016) ha realizado estudios in vivo con esta técnica mostrando resultados favorables. El presente plan apunta a reducir el número de células tumorales debido a un daño mecánico realizado por las NPM, las cuales, luego de ser incorporadas por las células, son expuestas a un campo magnético rotante de baja frecuencia. Las NPM al ser internalizadas son agrupadas en endosomas de unos 600 nm de diámetro. Estos endosomas pueden ser alineados en cadenas mediante campos magnéticos uniformes y luegos mediante rotación de estos últimos, lo que promoverá un movimiento acorde en el interior de las células. Para alcanzar estos objetivos, se estudiará el modelo in vitro del tratamiento, sobre la línea celular A549 (carcinoma de pulmón humano). En particular, las nanopartículas que se utilizarán serán de magnetita (Fe3O4) funcionalizadas con ácido cítrico y el campo rotante se generará a partir de un arreglo de imanes permanentes de tipo Halbach, anclados en un soporte, al cual se lo hará rotar mecánicamente por un motor. En este sentido se realizará: síntesis de partículas magnéticas, medición de toxicidad de las NPM, generación de endosomas magnéticos, generación de arreglos de endosomas magnéticos, promoción de rotaciones de las estructuras e identificación de parámetros físicos relevantes relativos al movimiento de las estructuras en el medio fisiológico. Finalmente se evaluarán los efectos citotóxicos de estos estímulos.