Estudio de la adsorción de busulfan y 5-fluoruracilo en el MOF-74-Mg mediante simulaciones de Monte Carlo

M.C. BERNINI; P.M. PASINETTI; S. ANDÚJAR; A.J. RAMIREZ-PASTOR; R.Q. SNURR; D. FAIREN-JIMENEZ

Merlo, San Luis

Congreso; 100° Reunion Nacional de la Asociacion de Física Argentina; 2015

AFA

El Cáncer continúa siendo una de las enfermedades más devastadoras que afectan a la humanidad, con más de 10 millones de casos nuevos cada año. Sin embargo, la mortalidad ha disminuido en los últimos años debido a que existe un mejor conocimiento de la biología de los tumores y se han mejorado los mecanismos de diagnóstico y tratamiento. En la actualidad, los tratamientos incluyen las intervenciones quirúrgicas, radiación, y drogas de quimioterapia, las cuales frecuentemente además de matar las células cancerígenas también afectan las células saludables causando toxicidad. Los fármacos se distribuyen en el organismo según sus propiedades físicas, tales como la solubilidad, coeficiente de partición y carga, alcanzando sitios en los cuales pueden estar fuera de su intervalo terapéutico, ser inactivos, o en los que su acción sea indeseada o nociva, y por tanto, con efectos secundarios negativos. De esta manera, resulta evidente que la forma en la que el fármaco se libera en el organismo es tan importante como el fármaco en sí mismo y esto justifica el hecho de que actualmente el mercado farmacéutico esté investigando seriamente el desarrollo de dispositivos de liberación controlada que permitan la administración de ciertos medicamentos que podrían revolucionar el tratamiento de diversas enfermedades crónicas.Debido a las características de porosidad y versatilidad de composición química, se han propuesto a los materiales Metal Organic Frameworks (MOFs) como nanocarriers para liberación controlada de diversos fármacos, tales como analgésicos, anticancerígenos, anti-HIV, entre otros. Los MOFs, además de poseer áreas superficiales muy altas, son susceptibles de sintetizarse, a escala micro y nanocristalina, empleando metales y ligandos bio-compatibles, lo cual es un requisito importante que debe cumplir cualquier material para poder emplearse como un soporte para la administración de fármacos.Recientemente, en nuestro grupo de trabajo hemos comenzado a estudiar la adsorción de fármacos en MOFs bio-compatibles mediante simulaciones de Monte Carlo (MC), empleando como modelo al ibuprofeno, obteniendo resultados con un alto acuerdo con valores experimentales y prediciendo propiedades de adsorción interesantes para nuevos materiales adsorbentes.En este caso, presentamos el estudio de simulaciones de MC realizadas con el código RASPA y el método Configurational Bias, tendientes a investigar la adsorción de dos fármacos anticancerígenos: busulfan; un agente antineoplásico alquilante usado en el tratamiento de la leucemia mieloide crónica, y 5-fluoruracilo (5-FU); empleado principalmente en el tratamiento del Cáncer colorectal. El material seleccionado como adsorbente es el conocido como MOF-74-Mg, el cual presenta características de bio-compatibilidad y posee una estructura de canales hexagonales con una gran densidad de sitios de coordinación no-saturados que incrementan la interacción con adsorbatos. Los resultados preliminares obtenidos en las simulaciones mostraron que el MOF tiene una capacidad máxima de adsorción de busulfan es de 507 mg/g, mientras que la de 5-FU es de 818 mg/g. Presentaremos los resultados de las isotermas de adsorción, el estudio de los sitios más favorables para la adsorción y la variación de las energías adsorbato-adsorbato y adsorbato-adsorbente vs el grado de cubrimiento del sólido.