Nanogeles inteligentes como sistemas portadores de tamoxifeno para optimizar la terapia del cáncer de mama.

TORRES, JAZMIN; CUGGINO, JULIO; GIL, GERMAN; PRUCCA, CÉSAR; LONGHI, MARCELA; GARCÍA, MÓNICA C*

Simposio; Simposio Iberoamericano en línea-Conferencia Iberoamericana de Facultades de Farmacia (COIFFA) y Expo posters virtuales COIFFA: Salud Global y Sostenibilidad.; 2022

INTRODUCCIÓN: El cáncer de mama es la principal causa de muerte por tumores en mujeres y presenta una alta prevalencia a nivel mundial [1]. Tamoxifeno (TMX) es uno de los fármacos de elección para su tratamiento; sin embargo, presenta algunas propiedades desfavorables, entre ellas, una alta frecuencia de aparición de efectos adversos [2], que comprometen su acción o limitan su uso clínico. Dichas propiedades pueden ser superadas mediante su vehiculización en nanosistemas portadores. Entre los diferentes tipos de nanosistemas, los NG son polímeros reticulados, hinchables y dispersables en agua que se pueden preparar en el rango nanométrico con excelente biocompatibilidad. Estos nanosistemas han mostrado algunas ventajas de relevancia en comparación con otros, tales como: alta estabilidad, facilidad de síntesis, buen control sobre el tamaño de partícula, una gran variedad de grupos funcionales y fácil funcionalización post-sintética [3]. Los nanogeles (NG) inteligentes que responden a estímulos para desencadenar la liberación del agente bioactivo que vehiculizan resultan particularmente atractivos. El gradiente de pH entre los tejidos normales y los tumorales (7,4 y 5,1, respectivamente) puede utilizarse como desencadenante para liberar selectivamente los fármacos en el sitio de acción tumoral [4]. En este trabajo se utilizó la nanotecnología farmacéutica para diseñar y desarrollar un NG con base en el polímero poli(N-isopropilacrilamida-co-ácido acrílico) como portador de TMX (NG-TMX), el cual fue cargado mediante interacción electrostática debido a que el NG presenta un grupo funcional plausible de ser ionizado. METODOLOGÍA: Se desarrolló un NG-TMX20%, en el cual TMX se incorporó en una proporción que neutralizó el 20% de los grupos –COOH del polímero. La obtención del nanosistema se realizó en medio acuoso, ajustando el pH a 6,3-6,4 y agitando vigorosamente durante 24 h. El exceso de TMX no cargado se removió mediante diálisis y se cuantificó por espectrofotometría UV-vis para determinar de manera indirecta la eficiencia de cargado (EE%) y la capacidad de carga de TMX (DLC). Se analizaron las propiedades interfaciales de relevancia de los NG-TMX20%, a saber: diámetro hidrodinámico (dH), índice de polidispersión (PDI) y potencial electrocinético (ζ) mediante dispersión de luz dinámica y de luz electroforética, respectivamente. Parte de la dispersión de NG-TMX20% se liofilizó para evaluar su redispersabilidad y se evaluaron sus propiedades interfaciales previo y post-reconstitución en medio acuosos. Se estudió la liberación in vitro de TMX desde la dispersión acuosa de NG-TMX20%. Una solución de TMX puro, en una concentración equivalente de fármaco en los NG-TMX20% se utilizó como referencia. Los experimentos se realizaron en celdas bicompartimentales tipo Franz y se utilizaron como medios receptores biorrelevantes solución tampón de fosfatos (PBS) pH 7,4 y solución tampón de acetatos (ACS) pH 5,1, a temperatura fisiológica (37 °C). Además, se analizaron las cinéticas y los mecanismos de liberación del TMX, empleando modelos matemáticos cinéticos y se realizó el análisis estadístico de los perfiles de liberación, utilizando el factor de diferencia (f1) y el factor de similitud (f2). Finalmente, se evaluó la citotoxicidad en células no tumorales de mama (línea MCF-10F, células normales) para evaluar la seguridad de NG-TMX20% y, también, se analizó la eficacia anticancerígena frente a células tumorales de mama (línea MDA-MB-231). En ambos casos, se utilizaron como tratamientos NG-TMX20% y TMX puro a diferentes concentraciones. Para la determinación, se empleó el método de resazurina. RESULTADOS: Se desarrolló un NG-TMX20% en el cual TMX neutralizó el 20% de los grupos ionizables del polímero y se corroboró la interacción electrostática mediante espectroscopía infrarroja. Se lograron altas proporciones de cargado de TMX en los nanosistemas (EE% >80 % y DLC ~ 18,9%). A partir de la evaluación de sus propiedades interfaciales, se evidenció que los nanosistemas dispersos NG-TMX20% presentaron tamaños nanométricos (dH=(471 ± 49) nm), PDI aceptables (70%, lo que indica que el NG es un material biocompatible [5]. En estas células, TMX presentó una citotoxicidad concentración-dependiente a concentraciones superiores a 25 uM. Su vehiculización en los NG permitió reducir su la citotoxicidad, lo que demuestra que los NG-TMX son más seguros que el fármaco libre. Los estudios de eficacia antitumoral en células MDA-MB-231 revelaron un comportamiento concentración-dependiente para ambos tratamientos. Un hallazgo interesante radica en que el NG-TMX20% exhibió una incrementada eficacia comparada con el fármaco puro. La vehiculización de TMX en los NG-TMX20% mostró un incremento en la eficacia antitumoral y se lograron valores de viabilidad celular similares entre el NG-TMX20% y TMX cuando se utilizaron concentraciones 4 veces menores de NG-TMX20% en comparación con TMX puro (viabilidad celular igual a 24,3% a 50 µM de NG-TMX20% y viabilidad celular igual a 23,5% a 200 µM de TMX puro). CONCLUSIONES: Se obtuvieron nanosistemas constituidos por un NG inteligente que presentó comportamiento pH-sensible. Sus características estructurales permitieron la incorporación de TMX mediante interacción electrostática y se lograron altas EE%. Los nanosistemas obtenidos presentaron tamaños en la nanoescala, adecuada redispersabilidad y controlaron la liberación del TMX con activación de su liberación en condiciones ácidas. Sus propiedades biológicas demostraron mayor seguridad y eficacia en cultivos celulares no tumorales y tumorales, respectivamente. El NG presenta propiedades prometedoras como portador de TMX para futuras aplicaciones en nanomedicina del cáncer de mama.