{"id":6912,"date":"2017-10-20T13:49:52","date_gmt":"2017-10-20T18:49:52","guid":{"rendered":"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=6912"},"modified":"2017-10-20T13:50:00","modified_gmt":"2017-10-20T18:50:00","slug":"nanovectores-superparamagneticos-y-su-uso-potencial-en-quimioterapias-selectivas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=6912","title":{"rendered":"Nanovectores superparamagn\u00e9ticos y su uso potencial en quimioterapias selectivas"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: right;\">Carlos Luna Criado*, Raquel Mendoza Res\u00e9ndez* y Alberto G\u00f3mez Trevi\u00f1o*<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 20, No. 83, ENERO-MARZO 2017<\/p>\n<p><strong>Resumen<\/strong><\/p>\n<p>Las principales limitaciones de las quimioterapias en el tratamiento del c\u00e1ncer est\u00e1n relacionadas con su baja biodisponibilidad, per\u00bfles f\u00e1rmaco-cin\u00e9ticos desfavorables y una citotoxicidad poco selectiva. El acarreamiento sitio-dirigi-do de f\u00e1rmacos empleando vectores superparamagn\u00e9ticos guiados con campos magn\u00e9ticos podr\u00eda resolver estas limitaciones. En la presente investigaci\u00f3n se estudi\u00f3 la localizaci\u00f3n y subsiguiente diseminaci\u00f3n de nanoformulaciones superparamagn\u00e9ticas Fe<sub>3<\/sub>O<sub>4<\/sub>\/Paclitaxel frente a l\u00edneas celulares neopl\u00e1sicas cultivadas en uno o dos niveles bajo la acci\u00f3n de un campo magn\u00e9tico. Los resultados mostraron que se puede reducir significativamente la viabilidad de c\u00e9lulas cancerosas con concentraciones muy bajas de paclitaxel mediante su acarreamiento controlado usando nanovecto-res superparamagn\u00e9ticos. Adem\u00e1s, se encontr\u00f3 que una vez localizadas estas nanoformulaciones en la regi\u00f3n diana,\u00a0 la aplicaci\u00f3n discontinua del campo magn\u00e9tico promueve su diseminaci\u00f3n controlada entre l\u00edneas celulares, factor esencial para obtener una difusi\u00f3n intratumoral y una quimioterapia efectiva.<\/p>\n<p><strong>Palabras clave:<\/strong> superparamagnetismo, nanopart\u00edculas, c\u00e1ncer, quimioterapia, paclitaxel<\/p>\n<p><strong>Abstract<\/strong><\/p>\n<p>The main limitations of cancer chemotherapies are due to their low bioavailability, unfavorable pharmacokinetic profiles and poor selectivity. These limitations could be solved through magnetic vectoring of drugs using superparamagnetic platforms. In the present investigation, the localization and subsequent dissemination of superparamagnetic Fe<sub>3<\/sub>O<sub>4<\/sub>\/Paclitaxel nanoformulations on neoplastic cell lines grown at one or two levels were studied under the effects of a magnetic field. The results showed that ultralow concentrations of paclitaxel significantly reduce the viability of neoplastic cells when they are delivered with control using superparamagnetic vectors. Moreover, it was shown that after the localization of the nanoparticles in the targeted region, a discontinuous application of the magnetic field promotes controlled dissemination of the nanoparticles between cellular layers. This is a crucial factor to obtain intratumoral diffusion and an effective chemotherapy.<\/p>\n<p><strong>Keywords:<\/strong> superparamagnetism, nanoparticles, cancer, chemotherapy, paclitaxel.<\/p>\n<p>Uno de los principales problemas de salud es el conjunto de enfermedades relacionadas con la divisi\u00f3n des-controlada de c\u00e9lulas del cuerpo, conocido como c\u00e1ncer. Las c\u00e9lulas cancerosas forman tumores que si no son tratados eficazmente pueden da\u00f1ar tejidos, afectar a funciones vitales y causar la muerte. A veces estas c\u00e9lulas se separan de los tumores mediante el proceso denominado met\u00e1stasis y se diseminan mediante el torrente sangu\u00edneo o por el sistema linf\u00e1tico, pudiendo formar nuevos tumores en otras partes del cuerpo.<\/p>\n<p>En la actualidad, el c\u00e1ncer sigue siendo una de las principales causas de muerte a nivel mundial, a pesar de los grandes esfuerzos invertidos en investigaci\u00f3n durante m\u00e1s de seis d\u00e9cadas buscando entender las causas que lo originan y mejorar su detecci\u00f3n y tratamiento (American Cancer Society, 2013). Este \u00faltimo consiste\u00a0usualmente en quimioterapias combinadas con radioterapia y cirug\u00eda, y su eficacia est\u00e1 limitada principalmente por la pobre solubilidad de los f\u00e1rmacos antineopl\u00e1sicos en soluciones acuosas, por lo que el sistema fagoc\u00edtico mononuclear (SFM) y la filtraci\u00f3n renal los eliminan r\u00e1pidamente del sistema circulatorio, dando lugar a perfiles f\u00e1rmaco-cin\u00e9ticos desfavorables, pobres distribuciones de los f\u00e1rmacos en los tejidos enfermos y una baja biodisponibilidad (Lammers et al., 2012; Patravale y Kulkarni, 2004). Por otra parte, la citotoxicidad de estos agentes qu\u00edmicos es poco selectiva y su aplicaci\u00f3n indiscriminada tanto en tejidos sanos como enfermos provoca efectos secundarios devastadores que pueden ser severos y cr\u00f3nicos.<\/p>\n<p>Con la finalidad de solventar estas limitaciones, se han propuesto nuevas formulaciones de agentes antineopl\u00e1sicos y vectores moleculares para lograr quimioterapias guiadas a sitios espec\u00edficos sin causar da\u00f1os en los tejidos sanos colindantes, intentando llevar a la pr\u00e1ctica el concepto de \u201cbala m\u00e1gica\u201d introducido por Paul Ehrlich hace m\u00e1s de un siglo (Strebhardt y Ullrich, 2008).<\/p>\n<p>El suministro de estas formulaciones en la regi\u00f3n diana es favorecido por una gu\u00eda pasiva debido al efec-to de retenci\u00f3n y permeabilidad enaltecida (EPR por sus siglas en ingl\u00e9s), que consiste en la acumulaci\u00f3n preferencial de los complejos nanom\u00e9tricos en los tejidos tumorales, ya que \u00e9stos generan una mayor densidad de vasos sangu\u00edneos en comparaci\u00f3n con los tejidos sanos (Iyer et al., 2006). Para lograr, adem\u00e1s, una quimioterapia dirigida activamente hacia la regi\u00f3n diana, el vector molecular debe presentar propiedades fisicoqu\u00edmicas muy sensibles a los cambios de su entorno que permitan diferenciar los tejidos enfermos de los sanos. Algunos tejidos patol\u00f3gicos presentan temperaturas ligeramente diferentes al resto del cuerpo, de modo que se pueden emplear mol\u00e9culas termosensibles y est\u00edmulos externos, como la radiaci\u00f3n de ultrasonidos focalizada, que favorezcan la diferencia de temperatura de los tejidos diana (Dromi et al., 2007). Tambi\u00e9n se encuentra en estudio el uso de micelas polim\u00e9ricas sensibles a cambios de pH para producir un acarreamiento de f\u00e1rmacos selectivo en tejidos que presenten acidosis (Lee, Na y Bae, 2005), o bien, anticuerpos, prote\u00ednas, hormonas, mol\u00e9culas cargadas, \u00e1cido f\u00f3lico, mono-, oligo- y polisacaridos buscando un reconocimiento molecular mediante interacciones de tipo ligando-receptor (Torchilin, 2010).<\/p>\n<p>La mayor dificultad encontrada en la gu\u00eda activa de f\u00e1rmacos es que las diferencias entre los tejidos cancerosos y los sanos son muy sutiles, por lo que los resultados obtenidos no han sido contundentes. Esto ha llevado a cambiar la estrategia de una autogu\u00eda del complejo f\u00e1rmaco\/vector por una gu\u00eda teledirigida con campos excitadores. Al respecto, el uso de nanopart\u00edculas coloidales superparamagn\u00e9ticas es muy prometedor (Sun, Lee y Zhang, 2008; Wahajuddin, 2012).<\/p>\n<p>Estas part\u00edculas de materiales ferromagn\u00e9ticos o ferrimagn\u00e9ticos tienen dimensiones m\u00e1s peque\u00f1as que el ancho de una pared de dominio magn\u00e9tico, por lo que presentan un \u00fanico dominio en contraposici\u00f3n con la estructura multidominio de sus an\u00e1logos en bulto. Las propiedades de anisotrop\u00eda del material tienden a alinear su magnetizaci\u00f3n en una de las dos orientaciones definidas a lo largo de alguna direcci\u00f3n preferencial. De\u00a0acuerdo con el modelo de Stoner-Wohlfarth (Stoner y Wohlfarth, 1948), estos dos estados de equilibrio equivalentes est\u00e1n separados por una barrera de energ\u00eda, \u2206E, proporcional al volumen V de la nanopart\u00edcula. El superparamagnetismo surge cuando V es lo suficientemente peque\u00f1o como para que la energ\u00eda t\u00e9rmica, ET, que es proporcional a la temperatura T, sea mayor que \u2206E. En estas condiciones y en ausencia de un campo magn\u00e9tico, la imanaci\u00f3n de la part\u00edcula se invierte espont\u00e1nea y repetidamente entre las dos orientaciones estables, y su coercitividad y remanencia se hacen nulas. Dado que este comportamiento es muy similar al paramagnetismo, Bean (Bean y Livingston, 1959) lo denomin\u00f3 \u201csuperparamagnetismo\u201d y se puede describir con la teor\u00eda del paramagnetismo de Langevin (Mornet et al., 2004). No obstante, el momento magn\u00e9tico que \u00c0uct\u00faa por la agitaci\u00f3n t\u00e9rmica no es el de cada \u00e1tomo individual, como en el caso de los materiales paramagn\u00e9ticos, sino que es el de toda la part\u00edcula, el cual es del orden de 10<sup>2<\/sup>-10<sup>5<\/sup> magnetones de Bohr. En consecuencia, la susceptibilidad magn\u00e9tica resultante es mucho mayor que la asociada al paramagnetismo.<\/p>\n<p>Dado que en ausencia de campos magn\u00e9ticos la orientaci\u00f3n de su magnetizaci\u00f3n no es estable, estas nanopart\u00edculas no se agregan debido a sus interacciones magn\u00e9ticas y es f\u00e1cil dispersarlas en una soluci\u00f3n coloidal. Adem\u00e1s, como exhiben tama\u00f1os mil veces m\u00e1s peque\u00f1os que el de un leucocito, exhiben una gran resistencia a la actividad del SFM, pudiendo circular por el torrente sangu\u00edneo durante largos periodos de tiempo. Estas propiedades junto a su alta direccionalidad ante la presencia de un campo magn\u00e9tico convierten las nanopart\u00edculas superparamagn\u00e9ticas en excelentes vectores de transporte para el acarreamiento de f\u00e1rmacos controlado por campos magn\u00e9ticos (Sun, Lee y Zhang, 2008).<\/p>\n<p>Por otra parte, estas nanopart\u00edculas pueden desempe\u00f1ar otras funciones de inter\u00e9s m\u00e9dico. Por ejemplo, son excelentes agentes de contraste de resonancia magn\u00e9tica nuclear (Mornet et al., 2004), siendo varios de los agentes de contraste comerciales nanopart\u00edculas superparamagn\u00e9ticas de \u00f3xido de hierro (SPION por sus siglas en ingl\u00e9s), las cuales son biocompatibles y eficaces en el diagn\u00f3stico de met\u00e1stasis cl\u00ednicamente oculta en los ganglios linf\u00e1ticos (L\u00fcbbe et al., 1996). Asimismo, los SPION pueden irradiar calor bajo la excitaci\u00f3n de un campo magn\u00e9tico alterno de\u00a0 altas frecuencias, por lo que pueden emplearse en tratamientos localizados de hipertermia (Asin, et al., 2012).<\/p>\n<p>Las estrategias de formulaci\u00f3n de f\u00e1rmacos con SPION han arrojado resultados prometedores. F\u00e1rmacos poco solubles en agua se han incorporado exitosamente a nanopart\u00edculas de magnetita (Jain et al., 2008) y ensayos in vivo han probado su localizaci\u00f3n aplicando campos magn\u00e9ticos, incluso despu\u00e9s de superar la barrera hematoencef\u00e1lica aumentando decenas de veces la biodisponibilidad del f\u00e1rmaco en tumores cerebrales (Chertok, David y Yang, 2010). No obstante, los resultados en ensayos cl\u00ednicos no han sido suficientemente contundentes como para alcanzar su aprobaci\u00f3n reglamentaria (Sun, Lee y Zhang, 2008), encontrando una pobre penetraci\u00f3n y difusi\u00f3n del f\u00e1rmaco dentro de los tumores (Sun, Lee y Zhang, 2008; L\u00fcbbe et al., 1996; L\u00fcbbe, Alexiou y Bergemann, 2001). Por esto es necesario establecer condiciones que conduzcan a una difusi\u00f3n intratumoral efectiva.<\/p>\n<p>En la presente investigaci\u00f3n se han sintetizado y caracterizado formulaciones SPION\/f\u00e1rmaco, y se ha evaluado la eficacia de penetraci\u00f3n y difusi\u00f3n de estas nanoformulaciones a trav\u00e9s de varias l\u00edneas celulares bajo diferentes configuraciones experimentales.<\/p>\n<p><strong>Metodolog\u00eda<\/strong><\/p>\n<p><strong>Formulaci\u00f3n SPION\/f\u00e1rmaco<\/strong><\/p>\n<p>En la presente investigaci\u00f3n se sintetizaron nanopart\u00edculas superparamagn\u00e9ticas de magnetita (Fe<sub>3<\/sub>O<sub>4<\/sub>) funcionalizadas con paclitaxel; un f\u00e1rmaco antimicrotubular hidr\u00f3fobo empleado ampliamente en el tratamiento de diversos tipos de c\u00e1ncer. Dado que este f\u00e1rmaco no presenta afinidad con la superficie de la magnetita, se emple\u00f3 \u00e1cido oleico en su anclaje con las nanopart\u00edculas, ya que sus mol\u00e9culas presentan una cabeza hidr\u00f3fila af\u00edn a la magnetita y una cola hidr\u00f3foba af\u00edn al paclitaxel. El complejo hidr\u00f3fobo resultante se estabiliz\u00f3 en agua mediante la adhesi\u00f3n de Pluronic\u00ae F-127, que es un copol\u00edmero tribloque con dos bloques hidr\u00f3filos en los extremos y uno hidr\u00f3fobo en el centro. La figura 1 muestra un esquema representativo de la estructura resultante.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-6916\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_1_nanoformulaciones.png\" alt=\"\" width=\"508\" height=\"345\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_1_nanoformulaciones.png 508w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_1_nanoformulaciones-300x204.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 508px) 100vw, 508px\" \/><\/p>\n<p>En una s\u00edntesis t\u00edpica se disolvieron 6.2 mmol de cloruro f\u00e9rrico anh\u00eddrido y 3.0 mmol de cloruro ferroso tetrahidratado en 12 ml de agua destilada a 80\u00b0C bajo agitaci\u00f3n mec\u00e1nica durante diez minutos. Despu\u00e9s, se a\u00f1adieron 9.5 mmol de \u00e1cido oleico con agitaci\u00f3n vigorosa durante cinco minutos. A continuaci\u00f3n se a\u00f1adieron 4 ml de una soluci\u00f3n de hidr\u00f3xido de amonio (14 M) a la soluci\u00f3n de reacci\u00f3n a 80\u00b0C para producir part\u00edculas de magnetita.\u00a0 Despu\u00e9s de cinco minutos en agitaci\u00f3n, se a\u00f1adieron 5.85 \u00b5mol de paclitaxel, y transcurridos diez minutos m\u00e1s se agregaron 2 g de Pluronic\u00ae F-127 y 5 ml de agua calentada a 80\u00baC. Las nanopart\u00edculas resultantes se separaron de la soluci\u00f3n mediante centrifugaci\u00f3n y se purificaron con agua, etanol y centrifugaci\u00f3n. El sobrenadante se desech\u00f3 y el s\u00f3lido negro precipitado se volvi\u00f3 a dispersar en agua en presencia de Pluronic\u00ae F-127 (1%) mediante sonicaci\u00f3n. Este proceso de purificaci\u00f3n se repiti\u00f3 al menos tres veces. Finalmente, la muestra se filtr\u00f3 con una membrana Millipore de 0.2 \u00b5m. El contenido de paclitaxel en las nanoformulaciones se determin\u00f3 mediante espectroscopia UV-Visible usando un espectrofot\u00f3metro Thermo scientific Evolution 60S UV-Vis. El ferrofluido resultante se almacen\u00f3 en atm\u00f3sfera de N<sub>2<\/sub> y se denomin\u00f3 muestra A. Estas s\u00edntesis se repitieron sin la adicci\u00f3n de paclitaxel para tener muestras sin portar f\u00e1rmacos confines comparativos, la cuales se llamaron muestra B.<\/p>\n<p><strong>Caracterizaci\u00f3n de las muestras<\/strong><\/p>\n<p>Se emple\u00f3 un microscopio electr\u00f3nico FEI-TITAN 80-300 kV operado a un voltaje de 300 kV para obtener im\u00e1genes de microscop\u00eda electr\u00f3nica de transmisi\u00f3n (MET) y patrones de difracci\u00f3n de electrones. Tambi\u00e9n se realizaron estudios estructurales mediante difracci\u00f3n de rayos X (DRX) con un difract\u00f3metro Em-pyrean diffractometer (PANalytical) y radiaci\u00f3n Cu Ka (<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-6919\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/l_1.png\" alt=\"\" width=\"18\" height=\"19\" \/>\u00a0=1.5418 \u00c5). Las caracterizaciones de espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier (IRTF) se hicieron con un espectr\u00f3metro IRTF Nicolet IS10 y los estudios magn\u00e9ticos con un magnet\u00f3metro de muestra vibrante MPMS-7 T\u00a0 de la compa\u00f1\u00eda Quantum Design.<\/p>\n<p><strong>Ensayos biol\u00f3gicos<\/strong><\/p>\n<p>Se estudi\u00f3 la actividad antiproliferativa de las nanoformulaciones y su posible localizaci\u00f3n y difusi\u00f3n a trav\u00e9s de varias l\u00edneas celulares de carcinoma humano A-431 (ATCC-1555) bajo diferentes configuraciones experimentales, empleando placas de cultivo con 24 pocillos y 500 \u03bcl de medio de cultivo Eagle modificado\/medio Eagle modificado de Dulbecco (MEM\/DMEM) durante tiempos de incubaci\u00f3n de 24, 48 y 72 horas a 37\u00b0C. Se dispersaron en cada pocillo diferentes cantidades de\u00a0nanopart\u00edculas, dejando las c\u00e9lulas de uno de ellos sin tratar para ser utilizado como cultivo de referencia. La viabilidad celular se determin\u00f3 mediante la prueba de rojo neutro. Estos ensayos se realizaron por triplicado empleando l\u00edneas celulares distribuidas en uno (figura 2a) o dos niveles (figura 2b). En el caso \u00faltimo, una l\u00ednea celular se cultiv\u00f3 en el fondo de los pocillos y otra en bandejas colocadas sobre los pocillos cuya porosidad (con un tama\u00f1o de poro de alrededor de 1 mm) permiti\u00f3 el intercambio de nutrientes y la difusi\u00f3n de las nanopart\u00edculas entre los dos niveles de cultivo. En algunos experimentos se ubicaron\u00a0 imanes redondos de neodimio de 3,800 Gauss en la parte inferior de los pocillos para evaluar el potencial de un acarreamiento de paclitaxel controlado magn\u00e9ticamente.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-6920\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_2_esquema_configuracion_bioensayos.png\" alt=\"\" width=\"451\" height=\"350\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_2_esquema_configuracion_bioensayos.png 451w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_2_esquema_configuracion_bioensayos-300x233.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 451px) 100vw, 451px\" \/><\/p>\n<p><strong>Resultados y discusi\u00f3n<\/strong><\/p>\n<p>La figura 3a muestra una imagen MET representativa de la muestra A en la que se pueden distinguir claramente puntos oscuros correspondientes solamente a la proyecci\u00f3n bidimensional del n\u00facleo inorg\u00e1nico de las nanoestructuras, dado que las mol\u00e9culas surfactantes tienen muy baja absorci\u00f3n de electrones. Estos n\u00facleos aparecen dispersos en la rejilla MET, lo que confirma su funcionalizaci\u00f3n con ligandos. La figura 3b muestra una imagen MET de alta resoluci\u00f3n en campo oscuro donde se observan franjas correspondientes a planos cristalogr\u00e1ficos de la magnetita. Los patrones de difracci\u00f3n de electrones (figura 3c) y de rayos X (figura 3d) tambi\u00e9n fueron consistentes con la presencia de una \u00fanica fase cristalina de Fe<sub>3<\/sub>O<sub>4<\/sub> (JCPDS 19-0629). El tama\u00f1o de cristal estimado a trav\u00e9s de la f\u00f3rmula de Scherrer y el pico (311) del patr\u00f3n de DRX fue 8\u00b11 nm, mismo valor dentro del margen de error que el tama\u00f1o promedio de los n\u00facleos de magnetita obtenidos por MET (6\u00b12 nm). Las caracterizaciones de la muestra B (datos no mostrados) presentaron resultados similares,\u00a0indicando que el proceso de adici\u00f3n del paclitaxel no incluy\u00f3 en el tama\u00f1o, morfolog\u00eda y propiedades estructurales de los SPION.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-6921\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_3_caracterizacion_muestra.png\" alt=\"\" width=\"454\" height=\"564\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_3_caracterizacion_muestra.png 454w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_3_caracterizacion_muestra-241x300.png 241w\" sizes=\"auto, (max-width: 454px) 100vw, 454px\" \/><\/p>\n<p>La figura 3e muestra el espectro IRTF de la muestra A, el cual no present\u00f3 diferencias significativas con el espectro de la muestra B puesto que no se observaron bandas t\u00edpicas de paclitaxel, debido a la peque\u00f1a cantidad del f\u00e1rmaco empleada y a que sus mol\u00e9culas est\u00e1n con\u00bfnadas entre las capas de \u00e1cido oleico y Pluronic\u00ae F-127. En ambos espectros se observaron bandas representativas de \u00e1cido oleico (3550-3200,\u00a0 2921 y 2852 cm-1) (Du, Wu y Wu, 2012); sin embargo, no se detect\u00f3 la banda asociada a la vibraci\u00f3n de estiramiento C=O del grupo carboxilo, indicando una coordinaci\u00f3n bidentada con la magnetita (De Berti et al., 2013). De acuerdo con esta hip\u00f3tesis, aparecieron bandas adicionales a 1532 y 1636 cm<sup>-1<\/sup> asociadas a las vibraciones asim\u00e9tricas V<sub>as<\/sub> de COO-. Las bandas observadas a 1454, 1342, 1279, 1104, 962 y 842 cm-1 son\u00a0 atribuidas al Pluronic\u00ae F-127 (Du, Wu y Wu, 2012).<\/p>\n<p>La figura 3f muestra la dependencia isot\u00e9rmica de la magnetizaci\u00f3n frente al campo magn\u00e9tico (M vs. H) medida a temperatura del cuerpo humano (310 K) y a 1.8 K. Se observa que esta muestra presenta hist\u00e9resis magn\u00e9tica a 1.8 K con un campo coercitivo de 365 Oe, mientras que exhibe un comportamiento superparamagn\u00e9tico a 310 K.<\/p>\n<p>Los ensayos biol\u00f3gicos se llevaron a cabo con nanopart\u00edculas cargadas con peque\u00f1as cantidades de paclitaxel (0.1 %peso) con la finalidad de poder detectar diferencias sutiles en la viabilidad de las l\u00edneas celulares bajo diferentes condiciones experimentales. Los resultados de los ensayos de citotoxicidad en funci\u00f3n de la concentraci\u00f3n de part\u00edculas y el tiempo de incubaci\u00f3n en los experimentos con un solo nivel de l\u00edneas celulares se muestran en la figura 4a. Se observa que la viabilidad celular decay\u00f3 considerablemente con peque\u00f1as concentraciones de part\u00edculas cargadas de f\u00e1rmaco, siendo m\u00e1s marcado el efecto con el aumento del tiempo de incubaci\u00f3n, mientras que la viabilidad celular solamente se vio\u00a0 afectada por la presencia de la muestra B a tiempos largos de incubaci\u00f3n (72 h), con una disminuci\u00f3n de hasta 10%. Esto indica que los SPION estabilizados con \u00e1cido oleico y Pluronic\u00ae 147 son altamente biocompatibles y su efecto antineopl\u00e1sico es debido a la carga de f\u00e1rmaco.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-6922\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_4_efecto_muestras_ab.png\" alt=\"\" width=\"451\" height=\"589\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_4_efecto_muestras_ab.png 451w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_4_efecto_muestras_ab-230x300.png 230w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/fig_4_efecto_muestras_ab-220x288.png 220w\" sizes=\"auto, (max-width: 451px) 100vw, 451px\" \/><\/p>\n<p>La figura 4b presenta los resultados obtenidos en los experimentos de dos niveles en la presencia y en ausencia de un im\u00e1n. Se observa que la muestra B no tuvo ning\u00fan efecto sobre la viabilidad de las c\u00e9lulas en ninguno de los casos. Por el contrario, cuando la in-cubaci\u00f3n de las c\u00e9lulas se llev\u00f3 a cabo despu\u00e9s de la inyecci\u00f3n de part\u00edculas de la muestra A en ausencia de campos magn\u00e9ticos, la viabilidad de las dos l\u00edneas celulares disminuy\u00f3 significativamente. Esto indica que las nanoestructuras se dispersan en el medio acuoso atravesando la membrana porosa de la bandeja. Esta disgregaci\u00f3n es un factor crucial en la difusi\u00f3n intratumoral de las nanoformulaciones. Al ubicar un im\u00e1n debajo de los pocillos de la placa de cultivo durante el proceso de incubaci\u00f3n, la relaci\u00f3n de supervivencia de las c\u00e9lulas en el fondo del pocillo se redujo 26%, mientras que la viabilidad de las c\u00e9lulas en la bandeja porosa no fue alterada (figura 4b). Estos resultados indican que las nanopart\u00edculas pueden ser magn\u00e9ticamente recolectadas y su actividad antiproliferativa se puede dirigir a regiones diana usando campos magn\u00e9ticos. Adem\u00e1s, esto confirma que el f\u00e1rmaco se mantuvo unido a las nanoestructuras durante los experimentos. Curiosamente, a pesar de haber dirigido las nanopart\u00edculas hacia las c\u00e9lulas que se encuentran en el\u00a0 fondo del pocillo, la viabilidad de estas l\u00edneas celulares fue mayor que en la encontrada en los mismos ensayos realizados sin el uso de un im\u00e1n. Esta reducci\u00f3n de la capacidad antiproliferativa probablemente se deba a la aglomeraci\u00f3n de las part\u00edculas y a la p\u00e9rdida de su movilidad bajo la fuerza de atracci\u00f3n del im\u00e1n, reduciendo la e\u00bfciencia de la liberaci\u00f3n del f\u00e1rmaco sobre las c\u00e9lulas. Esto explica la limitada difusi\u00f3n intratumoral reportada en los ensayos in vivo y estudios cl\u00ednicos anteriormente citados.<\/p>\n<p>La figura 4c muestra los resultados de los experimentos de viabilidad celular despu\u00e9s de la aplicaci\u00f3n de un campo magn\u00e9tico durante unos pocos minutos. En el caso del experimento con c\u00e9lulas crecidas solamente en un nivel, la viabilidad celular fue similar a la obtenida en experimentos sin campo magn\u00e9tico bajo las mismas condiciones de incubaci\u00f3n. En el caso de los experimentos de dos niveles, la viabilidad se redujo notablemente en ambos niveles (sus valores fueron 57% en la placa de cultivo y 67% en la bandeja porosa). Esto indica que despu\u00e9s de concentrar las part\u00edculas en las c\u00e9lulas que se encuentran en el fondo del pocillo con la aplicaci\u00f3n del campo magn\u00e9tico, las nanoformulaciones se propagan en el medio e interaccionan con las c\u00e9lulas de la bandeja porosa, reduciendo su viabilidad. Esta disgregaci\u00f3n de las part\u00edculas despu\u00e9s de retirar el im\u00e1n es debida al comportamiento superparamagn\u00e9tico y alta estabilidad coloidal de las nanoformulaciones. Por otra parte, es interesante observar que la viabilidad de las c\u00e9lulas en el fondo del pocillo fue menor que cuando se mantuvo constante el campo magn\u00e9tico durante todo el proceso de incubaci\u00f3n. Estos resultados sugieren que, una vez localizadas las nanoformulaciones en la regi\u00f3n diana, se puede favorecer su acci\u00f3n terap\u00e9utica y su difusi\u00f3n intratumoral al retirar el\u00a0 campo magn\u00e9tico. Por tanto, una aplicaci\u00f3n del campo magn\u00e9tico discontinua\u00a0o pulsada podr\u00eda incrementar la eficacia de las quimioterapias asistidas con vectores superparamagn\u00e9ticos.<\/p>\n<p><strong>Conclusiones<\/strong><\/p>\n<p>La entrega guiada de peque\u00f1as cantidades de agentes antineopl\u00e1sicos usando nanoplataformas superparamagn\u00e9ticas y campos magn\u00e9ticos se ha investigado empleando l\u00edneas celulares cultivadas en\u00a0 uno o dos niveles. Los resultados mostraron que, en medios acuosos, estas nanoestructuras superparamagn\u00e9ticas se pueden localizar r\u00e1pidamente en un sitio espec\u00edfico con la aplicaci\u00f3n de un campo magn\u00e9tico continuo, produciendo efectos antiproliferativos controlados sin afectar a otras l\u00edneas celulares que se encuentren en la vecindad. No obstante, la actividad antiproliferativa de las nanoformulaciones se reduce cuando su movilidad est\u00e1 limitada por la fuerza de atracci\u00f3n ejercida por el campo magn\u00e9tico. La aplicaci\u00f3n discontinua de este campo favorece la subsiguiente diseminaci\u00f3n de las nanopart\u00edculas entre capas celulares. \u00c9ste es un hallazgo importante que deber\u00eda ser considerado en ensayos cl\u00ednicos futuros.<\/p>\n<p><strong>Agradecimientos<\/strong><\/p>\n<p>Los autores agradecen al Dr. Enrique D. Barriga Castro su valiosa colaboraci\u00f3n en las caracterizaciones realizadas por MET. Asimismo, agradecen a la Secretar\u00eda de Educaci\u00f3n P\u00fablica de M\u00e9xico (SEP) por su apoyo a la formaci\u00f3n de la Red tem\u00e1tica de colaboraci\u00f3n \u201cSis-temas de baja dimensionalidad con aplicaciones biotecnol\u00f3gicas\u201d.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">* Universidad Aut\u00f3noma de Nuevo Le\u00f3n<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">Contacto: carlos.lunacd@uanl.edu.mx<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Referencias<\/strong><\/p>\n<p>American Cancer Society: Cancer Facts and Figures. 2013. Atlanta, Ga: American Cancer Society.<\/p>\n<p>Asin, L., et al. (2012). Pharmaceutical research, 29(5), 1319-1327.<\/p>\n<p>Bean, C.P., Livingston, J.D. (1959). J. Appl. Phys., 30 120S.<\/p>\n<p>Chertok, B., David, A.E., y Yang, V.C. (2010). Bioma-terials, 31(24), 6317-6324.<\/p>\n<p>Cullity B.D. (1972). Introduction to magnetic materials. Addison-Wesley Publishing Company.<\/p>\n<p>De Berti, I.P., et al. (2013). Nanotechnology, 24(17), 175601.<\/p>\n<p>Dromi, S., et al. (2007). Clinical Cancer Research, 13(9), 2722-2727.<\/p>\n<p>Du, C.H., Wu, C.J., y Wu, L.G. (2012). Journal of Applied Polymer Science, 124(S1).<\/p>\n<p>Iyer, A.K., et al. (2006). Drug discovery today, 11(17), 812-818.<\/p>\n<p>Jain, T.K., et al. (2008). Biomaterials, 29(29), 4012-4021.<\/p>\n<p>Lammers, T., et al. (2012). Journal of controlled relea-se, 161(2), 175-187.<\/p>\n<p>Lee, E.S., Na, K., y Bae, Y.H. (2005). Journal of Con-trolled Release, 103(2), 405-418.<\/p>\n<p>L\u00fcbbe, A.S., et al.. (1996). Cancer research, 56(20), 4686-4693.<\/p>\n<p>L\u00fcbbe, A.S., Alexiou, C., y Bergemann, C. (2001). Journal of Surgical Research, 95(2), 200-206.<\/p>\n<p>Mornet, S., et al. (2004). Journal of Materials Chemistry, 14(14), 2161-2175.<\/p>\n<p>Patravale, V.B., y Kulkarni, R.M. (2004). Journal of pharmacy and pharmacology, 56(7), 827-840.<\/p>\n<p>Stoner, E.C., Wohlfarth, E.P. (1948). Phil. Trans. Roy. Soc. London, A240 599.<\/p>\n<p>Strebhardt, K., &amp; Ullrich, A. (2008). Nature Reviews Cancer, 8(6), 473-480.<\/p>\n<p>Sun, C., Lee, J.S., y Zhang, M. (2008). Advanced drug delivery reviews, 60(11), 1252-1265.<\/p>\n<p>Torchilin, V.P. (2010). In Drug delivery (pp. 3-53). Springer Berlin Heidelberg<\/p>\n<p>Wahajuddin, S. A. (2012). International journal of na-nomedicine, 7, 3445.<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">RECIBIDO: 18-08-2016<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">ACEPTADO: 05-09-2016<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Carlos Luna Criado*, Raquel Mendoza Res\u00e9ndez* y Alberto G\u00f3mez Trevi\u00f1o* CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 20, No. 83, ENERO-MARZO 2017 Resumen Las principales limitaciones de las quimioterapias en el tratamiento del c\u00e1ncer est\u00e1n relacionadas con su baja biodisponibilidad, per\u00bfles f\u00e1rmaco-cin\u00e9ticos desfavorables y una citotoxicidad poco selectiva. El acarreamiento sitio-dirigi-do de f\u00e1rmacos empleando vectores superparamagn\u00e9ticos guiados con campos magn\u00e9ticos podr\u00eda resolver estas [&#8230;]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":6916,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-6912","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-investigacion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/6912","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=6912"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/6912\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6924,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/6912\/revisions\/6924"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/6916"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=6912"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=6912"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=6912"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}