Estudio de materiales nanoestructurados como potenciales radio-sensibilizadores para terapia de cáncer

Abstract

El objetivo de esta tesis de maestría fue el desarrollo de nanomateriales con propiedades aptas para ser utilizados como sensibilizadores en radioterapia. En principio, se estudió la síntesis de sulfuro de bismuto (Bi2S3) de tamaño nanométrico, y el recubrimiento de las partículas obtenidas por un agente biocompatible. Las síntesis se realizaron mediante dos métodos: el método hidrotérmico y el método hot injection. Mediante el método hidrotérmico se obtuvieron estructuras de Bi2S3, de morfología de varilla fundamentalmente y que en algunos casos presentaron ancho de tamaño nanométrico. Las estructuras obtenidas con este método no presentaban las características morfológicas adecuadas para ser utilizadas como radiosensibilizadores, por lo tanto no se continuó por esta vía, no obstante los resultados obtenidos son alentadores para realizar futuras investigaciones. Por otro lado, con la síntesis por el método hot injection se lograron sintetizar nanopartículas de Bi2S3 de diferentes morfologías y tamaños variados. Además, las mismas fueron ligadas con un polímero (PVP), para mejorar su biocompatibilidad. Para estudiar la posibilidad de internalización de las nanopartículas por vía sanguínea, se estudió la estabilidad de las suspensiones de nanopartículas en distintos solventes, obteniéndose como resultado que las mismas son estables en aquellos solventes que presentaban contenidos proteicos, lo que permitiría ayudar a la circulación de las nanopartículas en el torrente sanguíneo. El estudio del uso de las nanopartículas se realizó evaluando dos grandes áreas. Por un lado se determinó la toxicidad de las nanopartículas mediante estudios de citotoxicidad en células de cáncer de mama MCF7 y estudios de ecotoxicidad aguda en cladóceros Daphnia Magna. Los resultados arrojados por estos estudios indicaron que las nanopartículas sintetizadas no presentan citotoxicidad hasta una concentración de 5000 g/mL y hasta una concentración de 100 mg/L no presentaron ecotoxicidad aguda. Por otro lado se estudió la sensibilización de las células MCF7 a la radiación gamma en presencia de nanopartículas. Para ello primero se optimizaron los parámetros del análisis (dosis de irradiación y tiempo de lectura del resultado post-irradiación principalmente), y se obtuvo como resultado que con una dosis de 2 Gy y un tiempo de lectura post-irradiación de 48 Tesis de Maestría en Química Facultad de Química Isabel Galain 6 hs se lograba obtener resultados adecuados para determinar la eficiencia de las nanopartículas como radiosensibilizadores. La segunda etapa se realizó incubando células MCF7 con y sin nanopartículas, las cuales fueron irradiadas con un irradiador que contenía una fuente de 60Co. Los resultados obtenidos demostraron que las nanopartículas sintetizadas permiten obtener un 38% más de muerte celular que cuando las mismas no están presentes en el momento de la irradiación celular. En suma, en esta maestría se logró completar todas las etapas referentes a la obtención de nanopartículas biocompatibles de Bi2S3, y la evaluación primaria de su utilización como sensibilizador para radiación gamma en células de cáncer de mama. Al mismo tiempo, y por indicarse del primer trabajo en este tema que se desarrolla en el área Radioquímica de la Facultad de Química, abre camino a nuevos trabajos de investigación, que pueden emplear nuevos materiales para esta aplicación o profundizar en cada uno de los ítems que este trabajo abordó, produciéndose así trabajos específicos, que permiten especializaciones temáticas.