Nanopartículas de polímeros conjugados dopadas con Octaetilporfirina de Platino: Generación de oxígeno singlete y actividad fotodinámica en células tumorales

IBARRA, LUIS E.; PORCAL, GABRIELA; MACOR, LORENA P.; PONZIO, RODRIGO A.; SPADA, RAMIRO M.; CHESTA, CARLOS A.; PALACIOS, RODRIGO E.; RIVAROLA, VIVIANA A.

Tucumán

Conferencia; III Reunión de Fotobiólogos Moleculares Argentinos; 2016

Introducción: Las nanopartículas (NPs) de polímeros conjugados son materiales novedosos que poseen propiedades fotofísicas y biológicas que las hacen interesantes para ser aplicadas en Terapia Fotodinámica (TFD) contra el cáncer1,2. Algunas de estas propiedades son: alta sección eficaz de absorción en el intervalo UV-visible, altos rendimiento cuántico de emisión, capacidad de producción de especies reactivas de oxígeno, buena biocompatibilidad, estabilidad y fotoestabilidad en medios acuosos3?6. Objetivo: Evaluar el efecto fotodinámico de NPs dopadas con una porfirina liposoluble (PtOEP) en la generación de ROS como también la incorporación y biocompatibilidad en cultivos celulares.Materiales y métodos: NPs de poly[(9,9-diocetilfluorenil-2,7-diyl)-co-(1,4-benzo-{2,1?,3}-tiadiazol)] (F8BT), dopadas con PtOEP y el copolímero estabilizador poliestireno/polietilenglicol (PS-PEG-COOH) fueron preparadas por el método de co-precipitación controlada. La caracterización fotofísica se llevó a cabo utilizando técnicas de espectroscopia de absorción y fluorescencia en estado estacionario. Se determinó el tamaño y distribución de tamaños de las NPs por DLS (con láser a 633 nm) y AFM. La capacidad fotosensibilizadora de O2(1∆g) de las NPs se evaluó mediante consumo de un atrapador químico de oxígeno singlete 3,3´-antraceno-9,10-diil ácido dipropiónico (ADPA). Se evaluó la biocompatibilidad (MTT) de las NPs como también el efecto fotodinámico luego de la irradiación con un equipo de emisión de luz led λ=420 empleando las líneas celulares tumorales humanas de glioblastoma multiforme (T98G) y cáncer de colon (SW480) y normales (macrófagos RAW 267.4). Se determinó la incorporación celular y el tipo de muerte celular post TFD mediante citometria de flujo. Por último se evaluó la producción de ROS intracelular luego del tratamiento fotodinámico empleando una sonda fluorescente (DCF).Resultados: Las NPs mostraron una banda de absorción ancha en la región visible con un máximo a 458 nm debido al F8BT. El espectro de fluorescencia de las NPs mostró un máximo a 537nm, típico del F8BT. El diámetro hidrodinámico y distribución de las NPs (DLS), fue de 54 ± 19 nm, con un IPd de 0,3. Por AFM el tamaño fue de 19 ± 9 nm de diámetro con una morfología prácticamente esférica. La capacidad fotosensibilizadora de O2(1∆g) de las NPs fue similar a la de otros fotosensibilizadores bien conocidos. Cuando se expusieron las células por 24 hs se determinó la incorporación en las distintas líneas celulares siendo las T98G las de mayor incorporación de NPs (80% de la población). Se demostró la inocuidad de NPs en oscuridad hasta concentraciones de 24 ppm y una citotoxicidad en presencia de luz dependiente de la concentración de NPs y de la dosis de luz. Para una DL50 empleando 10 J/cm2 las concentraciones citotóxicas 50 fueron 27,7 ± 1,2; 6,2 ± 1,2 y 9,2 ± 0,72 ppm de NPs para las líneas T98G, SW480 y RAW 267.4 respectivamente. Se pudo corroborar la generación de ROS post TFD como mecanismo de daño celular y ambos tipos de muerte celular (apoptosis y necrosis).Conclusiones: Las NPs dopadas con PtOEP resultaron ser inocuas en oscuridad y mostraron una gran eficacia en generación de ROS con muerte celular luego de la irradiación con luz azul donde las moléculas dopadas actúan como aceptores a través de un mecanismo de transferencia de energía tipo Förster. Estos resultados señalarían a las NPs dopadas con PtOEP como un excelente candidato para ser aplicado en Terapia Fotodinámica contra el cáncer.