Sensado del calentamiento intracelular inducido con hipertermia magnética mediante la determinación de la expresión génica inducible

FERNANDEZ VAN RAAP, MARCELA; DE SOUSA,M.ELISA; CARREA, ALEJANDRA; MURACA, DIEGO; MENDOZA ZÉLIZ, PEDRO; SOSA Y.E.; GOYA, R.G.; MYKHAYLYK,OLGA; DEWEY, RICARDO A.; SANCHEZ, FRANCISCO H.

La Plata

Congreso; VI Reunión Nacional Sólidos; 2015

La aplicación de campo magnético alterno, en el rango de las radiofrecuencias, acélulas eucariotas cargadas con nanopartículas monodominio magnético de óxido dehierro, induce una alta citotoxicidad hipertérmica que conduce a la muerta celular.En este hecho se fundamenta el desarrollo de una terapia alternativa para tratamientode tumores cancerígenos denominada hipertermia magnética. Sin embargo, algunosensayos in-vitro han presentado un gran efecto apoptótico (muerte programada) sinaumento significativo de la temperatura del cultivo. En otros experimentos la energíaabsorbida específica por unidad de tiempo (SAR debido a sus siglas del inglés: specificabsorption rate) presentó una enorme disminución al pasar de la suspensión coloidal alas vesículas (endosomas) celulares, con registro de muerte celular. Estos resultadoshan generado duda respecto del mecanismo que induce selectivamente la muerte delas células cancerígenas. En este trabajo, se abordó la determinación de la ocurrenciade calentamiento local en células que han incorporado nanopartículas magnéticascuando son sometidas a campos magnéticos mediante una nueva metodología. A talefecto se analizaron células que han incorporado cantidades de óxido de hierro, comoresultado sólo de la captación inespecífica, muy bajas e insuficientes para producir unaumento global de la temperatura en los cultivos a valores terapéuticos (42-50 ◦C). Debidoa que el sensado de temperatura a escala nano y micrométria en células vivas esun problema no resuelto, se generó una línea celular que expresa la proteína de fluorescenciaverde aumentada (EGFP) cuando se eleva su temperatura. Células de adenocarcinomade pulmón humano (línea celular A549) fueron transducidas con un vectorlentiviral que induce la expresión de EGFP, bajo la acción de la proteína de choquetérmico inducible 70B (HSP70B) generando así línea celular A549HSP. El porcentaje decélulas que expresan EGFP characteriza indirectamente la elevación de la temperaturalocal en la las células. Se incubaron cultivos de esta línea celular A549 modificada(línea A549HSP) con tres tipos de suspensiones acuosas de nanopartículas de magnetita:Fe3O4, AC-Fe3O4 recubierta ácido cítrico y Fe3O4-SiOx recubierta con oxido de silicio,y expuestos a campos de radiofrecuencia. En ningún caso la exposición resultó en un aumento global de la temperatura del cultivo. Del análisis conjunto de datos de citometríade flujo con datos estructurales y magnéticos (HR-TEM, magnetometría dc ymagnetocalorimetría) se demuestra que la aplicación del campo magnético de 128 kHzy 20.3 kA/m a los cultivos celulares cargados con nanopartículas mencionadas, inducela expresión EGFP y que está expresión génica inducible por estrés térmico escalea conpropiedades físicas de las nanopartículas como magnetización de saturación, eficienciade incorporación en la célula, y SAR en suspensión acuosa. Estos resultados vinculanla expresión EGFP con incrementos locales de la temperatura intracelular.