Radial-capped mesoporous silica nanoparticles for multiple drug delivery

Autor/a

Martínez Edo, Gabriel  

Abstract

En la present tesi doctoral, s'ha desenvolupat un sistema d'alliberament de fàrmacs sensible a pH basat en nanopartícules mesoporoses de sílice (MSN). Els porus de la nanopartícula estan radialment obstruïts mitjançant la funcionalització de cadenes de PEG, substituïdes amb un fàrmac en un dels seus extrems. L'objectiu d'aquesta nova metodologia és la de preservar la càrrega interna d'aquestes MSN. En primer lloc, s'ha estudiat el concepte d'obstrucció radial per avaluar la utilitat pràctica d'aquest mètode. Per aquesta raó, diferents tipus de cadenes de PEG amb càrrega, a saber, amines quaternàries i PEG neutrals, s'han funcionalitzat sobre la MSN per estudiar la seva capacitat d'obstrucció. Com a prova de concepte, s'ha estudiat l'alliberament de safranina en medi fisiològic (pH 7.4). Els resultats obtinguts han demostrat que les cadenes de PEG que contenen una càrrega positiva obstrueixen millor els porus que les cadenes de PEG neutres de la mateixa longitud. Utilitzant aquesta aproximació, s'ha dissenyat un sistema d'alliberament de fàrmacs per a la vehiculització de camptotecina (CPT) i topotecan (TPT). En primer lloc, un dels anteriors fàrmacs s’ha adsorbit dins dels porus de la MSN. Posteriorment, els porus s’han segellat mitjançant una cadena de PEG que conté doxorrubicina (DOX) en un dels seus extrems (DOX-PEG). L'estabilitat d'aquest sistema en condicions fisiològiques prova l'eficàcia de l'obstrucció radial. D'altra banda, en condicions àcides, es produeix un alliberament descontrolat dels fàrmacs. Així mateix, els experiments de citotoxicitat in vitro han demostrat que el sistema pot alliberar CPT i DOX en les cèl·lules cancerígenes HeLa, aconseguint un major efecte sinèrgic que la combinació de TPT i DOX. També s'ha sintetitzat un profàrmac de la CPT amb l'objectiu d'augmentar la seva càrrega en una MSN i millorar així el seu efecte sinèrgic amb la DOX. Per dur-ho a terme, s’ha unit una cadena de PEG escindible a la CPT. Emprant aquesta estratègia s'ha aconseguit carregar un 30% més de CPT a l'interior de les MSN. El sistema mostra una gran estabilitat en condicions fisiològiques, ja que s’observa un alliberament negligible dels fàrmacs. A més, s'ha avaluat la citotoxicitat de sistema en dues línies cel·lulars diferents: HeLa i HepG2. Els resultats obtinguts demostren que el nou profàrmac sintetitzat amb combinació amb la DOX té un major efecte sinèrgic en les cèl·lules HepG2. D'altra banda, la selectivitat de les MSN cap a les cèl·lules HepG2 s'ha millorat mitjançant la funcionalització sobre el grup DOX-PEG amb el lligant àcid glicirretinic (GA). Per fer-ho, s'ha emprat la mateixa aproximació radial establerta pels altres sistemes. Els estudis d'internalització cel·lular han demostrat que aquest nou sistema és capaç de discriminar entre cèl·lules HeLa i HepG2, acumulant-se preferentment en aquestes últimes. Finalment, s'ha avaluat un sistema d'administració triple de medicaments amb l'objectiu de superar l'efecte de resistència dels tumors a múltiples fàrmacs. Aquesta acció es pot emprendre mitjançant la combinació d’agents quimioterapèutics, DOX i CPT, amb un agent fototerapèutic (ftalocianina). Referent a això, s'ha sintetitzat un nou conjugat de la CPT amb una ftalocianina. Aquest conjugat s'ha carregat dins dels porus de la MSN i posteriorment s'han segellat amb el grup DOX-PEG. Els experiments d'internalització cel·lular han demostrat l'endocitosi d'aquest sistema en les cèl·lules HeLa i el posterior alliberament dels fàrmacs. Així mateix, s'ha avaluat in vitro l'efecte sinèrgic entre la DOX i la CPT.

TDX

 

Director/a

Sánchez-García, David 

Departament

IQS SE - Química Orgànica i Farmacèutica

Data de defensa

2020-05-22