: Síntesis, purificación y estudios de toxicidad de nanopartículas triangulares de oro para el desarrollo de terapias de hipertermia

CAMILA OTERO; ROSANA CRESPO; CAROLINA VERICAT; MAGALÍ SCOCOZZA; DANIEL MURGIDA; MARÍA ANA HUERGO; GUILLERMINA BOGGAN; GABRIEL LAVORATO; ROBERTO SALVAREZZA

La Plata

Jornada; Jornadas de Investigación 2019, Facultad de Ciencias Médicas; 2019

Introducción: Los avances en nanotecnología han permitido eldesarrollo de nuevas estrategias terapéuticas, entre las que se destacan lasterapias de hipertermia, que se basan en la generación de calor altamentelocalizado. Existen diferentes estrategias que dependen del sustrato que seutilice como fuente de calor. Los nanotriángulos de Au (AuNTs) son un tipo denanopartículas (NPs) que han despertado gran interés en la comunidad científicadebido a sus propiedades ópticas singulares: presentan un pico de absorción enla región de infrarrojo cercano (IRC), una región del espectro electromagnéticocon mínima absorción inespecífica por parte de los tejidos, o ventanasbiológicas I-III [1]. Debido a la importancia que ha tomado esta técnica comoterapia coadyuvante en diferentes patologías, se han desarrollado variasestrategias para sintetizar este tipo de partículas; sin embargo la mayoría deellas requiere del uso de agentes surfactantes de alta toxicidad [2]. Otro desafíoes el control de sus dimensiones, ya que existen tamaños óptimos para suaplicación a sistemas biológicos y generalmente los AuNTs suelen ser demasiadograndes [3]. En el presente trabajo se muestra el desarrollo de una síntesis deAuNTs que intenta cumplir con todos los requisitos mencionados.Objetivos: Desarrollar una estrategia de síntesis y purificaciónde AuNTs con absorción en la región del IRC, de tamaño menor a 100 nm de lado yde baja/nula toxicidad para su aplicación en terapias de hipertermia.Materiales y métodos: La síntesis de AuNTs se realizó por reducción de HAuCl4con Na2S2O3. La purificación de las partículasse hizo por centrifugación diferencial y sedimentación por fuerzas de depleciónutilizando Tween 20®. Se estudió la capacidad de calentamiento delsistema por irradiación con láser de onda continua a 1 W/cm2. Semidieron los espectros de extinción de las NPs por espectroscopía UV-VIS-NIR yse las caracterizó morfológicamente por microscopía electrónica de transmisión(TEM) y de fuerzas atómicas (AFM). Los estudios de toxicidad se realizaron porespectroscopía Raman resonante para los estudios proteicos y por cultivoscelulares y evaluación de citotoxicidad por ensayos de MTT. Resultados: La síntesis de NPs por reducción de oro con tiosulfatomuestra la formación de dos poblaciones: esféricas y triangulares, conabsorbancia en distintas regiones del espectro según su forma. La posición delpico de absorbancia de los AuNTs pudo ajustarse a elección, en un amplio rangode la región del IRC, entre 750-1100 nm. Este ajuste se condice con cambiosestructurales de los AuNTs que se observan en las imágenes de microscopía,confirmando además que los tamaños de los triángulos son menores a los 100 nm delado [3]. La separación de poblaciones se realizó por medio de una secuencia decentrifugaciones diferenciales y la precipitación de los AuNTs por fuerzas dedepleción generadas con Tween 20®. La irradiación de las partículasmuestra que es posible calentarlas hasta duplicar el valor de temperaturaambiente mientras que el incremento inespecífico de la temperatura del agua fuedespreciable. Para descartar el efecto tóxico de las especies reducidas deazufre adsorbidas sobre las AuNPs se incubó la hemoglobina (Hb I) de la almejamarina Lucina pectinata, una proteína de altísima afinidad por lossulfuros [4], con una elevada concentración de AuNTs, a diferentes pH por períodosde hasta una semana. Los espectros Raman y UV-VIS de la proteína no mostraroncambios en ninguna de las condiciones estudiadas. En concordancia, los cultivoscelulares con AuNTs no mostraron efectos sobre la viabilidad celular superioresa los de otras AuNPs referidos en la bibliografía. Conclusiones: Se lograron sintetizar AuNTs de tamaños adecuados conabsorbancia en la región IRC que pudieron separarse de las poblaciones de NPsesféricas. Los estudios de eficiencia para la generación de hipertermiamostraron que estas partículas son capaces de aumentar la temperatura del mediosin perder sus propiedades estructurales. Finalmente los estudios de toxicidad,sobre las proteínas y los cultivos celulares, mostraron que ni las especies deazufre adsorbidas a la superficie de los AuNTs ni los posibles restos de Tween20® remanentes presentan toxicidad. Referencias:1.Abadeer, N. S.; Murphy, C. J. The Journal of Physical Chemistry C 2016, 120(9).2. L. Scarabelli, M.Coronado-Puchau, J.  Giner-Casares, J.Langer, L. Liz-Marzán. ACS Nano 2014.3.M.A.Huergo;L.Giovanetti;  A.Rubert; C.Grillo;  M. Moreno;  F. Requejo; R. Salvarezza; C. Applied Surface Science 2019, 464.4. Cerda J.; Echevarria Y.;Morales E.; López-Garriga J., Biospectroscopy Vol. 5 (1999) 289?301.