Nanogeles inteligentes como sistemas portadores de tamoxifeno para optimizar la terapia del cáncer de mama.

TORRES, JAZMIN; CUGGINO, JULIO; GIL, GERMAN; PRUCCA, CÉSAR; LONGHI, MARCELA; GARCÍA, MÓNICA C*

Simposio; Simposio Iberoamericano en línea-Conferencia Iberoamericana de Facultades de Farmacia (COIFFA) y Expo posters virtuales COIFFA: Salud Global y Sostenibilidad.; 2022

INTRODUCCIÓN: El cáncer de mama es la principal causa de muerte por tumores en mujeres y presenta una alta prevalencia a nivel mundial [1]. Tamoxifeno (TMX) es uno de los fármacos de elección para su tratamiento; sin embargo, presenta algunas propiedades desfavorables, entre ellas, una alta frecuencia de aparición de efectos adversos [2], que comprometen su acción o limitan su uso clínico. Dichas propiedades pueden ser superadas mediante su vehiculización en nanosistemas portadores. Entre los diferentes tipos de nanosistemas, los NG son polímeros reticulados, hinchables y dispersables en agua que se pueden preparar en el rango nanométrico con excelente biocompatibilidad. Estos nanosistemas han mostrado algunas ventajas de relevancia en comparación con otros, tales como: alta estabilidad, facilidad de síntesis, buen control sobre el tamaño de partícula, una gran variedad de grupos funcionales y fácil funcionalización post-sintética [3]. Los nanogeles (NG) inteligentes que responden a estímulos para desencadenar la liberación del agente bioactivo que vehiculizan resultan particularmente atractivos. El gradiente de pH entre los tejidos normales y los tumorales (7,4 y 5,1, respectivamente) puede utilizarse como desencadenante para liberar selectivamente los fármacos en el sitio de acción tumoral [4]. En este trabajo se utilizó la nanotecnología farmacéutica para diseñar y desarrollar un NG con base en el polímero poli(N-isopropilacrilamida-co-ácido acrílico) como portador de TMX (NG-TMX), el cual fue cargado mediante interacción electrostática debido a que el NG presenta un grupo funcional plausible de ser ionizado. METODOLOGÍA: Se desarrolló un NG-TMX20%, en el cual TMX se incorporó en una proporción que neutralizó el 20% de los grupos ?COOH del polímero. La obtención del nanosistema se realizó en medio acuoso, ajustando el pH a 6,3-6,4 y agitando vigorosamente durante 24 h. El exceso de TMX no cargado se removió mediante diálisis y se cuantificó por espectrofotometría UV-vis para determinar de manera indirecta la eficiencia de cargado (EE%) y la capacidad de carga de TMX (DLC). Se analizaron las propiedades interfaciales de relevancia de los NG-TMX20%, a saber: diámetro hidrodinámico (dH), índice de polidispersión (PDI) y potencial electrocinético (ζ) mediante dispersión de luz dinámica y de luz electroforética, respectivamente. Parte de la dispersión de NG-TMX20% se liofilizó para evaluar su redispersabilidad y se evaluaron sus propiedades interfaciales previo y post-reconstitución en medio acuosos. Se estudió la liberación in vitro de TMX desde la dispersión acuosa de NG-TMX20%. Una solución de TMX puro, en una concentración equivalente de fármaco en los NG-TMX20% se utilizó como referencia. Los experimentos se realizaron en celdas bicompartimentales tipo Franz y se utilizaron como medios receptores biorrelevantes solución tampón de fosfatos (PBS) pH 7,4 y solución tampón de acetatos (ACS) pH 5,1, a temperatura fisiológica (37 °C). Además, se analizaron las cinéticas y los mecanismos de liberación del TMX, empleando modelos matemáticos cinéticos y se realizó el análisis estadístico de los perfiles de liberación, utilizando el factor de diferencia (f1) y el factor de similitud (f2). Finalmente, se evaluó la citotoxicidad en células no tumorales de mama (línea MCF-10F, células normales) para evaluar la seguridad de NG-TMX20% y, también, se analizó la eficacia anticancerígena frente a células tumorales de mama (línea MDA-MB-231). En ambos casos, se utilizaron como tratamientos NG-TMX20% y TMX puro a diferentes concentraciones. Para la determinación, se empleó el método de resazurina. RESULTADOS: Se desarrolló un NG-TMX20% en el cual TMX neutralizó el 20% de los grupos ionizables del polímero y se corroboró la interacción electrostática mediante espectroscopía infrarroja. Se lograron altas proporciones de cargado de TMX en los nanosistemas (EE% >80 % y DLC ~ 18,9%). A partir de la evaluación de sus propiedades interfaciales, se evidenció que los nanosistemas dispersos NG-TMX20% presentaron tamaños nanométricos (dH=(471 ± 49) nm), PDI aceptables (<0,3) y ζ negativo (?34 mV) conferidos por los ?COO? del polímero. El nanosistema liofilizado y redispersado en agua exhibió propiedades comparables a las muestras frescas (dH=(440 ± 11) nm, PDI=0,41 y ζ=?26,8 mV), lo cual reviste importancia con vistas a su utilización como preparación extemporánea. Los nanosistemas NG-TMX20% controlaron la liberación del fármaco hacia ambos medios receptores y se observó mayor control de la liberación en condiciones fisiológicas a pH 7,4 (f1= 79,1). Por el contrario, el medio ácido promovió la liberación de TMX (f1= 90,2), lo que denota que el NG presenta sensibilidad a los cambios de pH y se comporta como un sistema inteligente que podría responder frente al entorno ácido propio del microambiente tumoral, produciendo una liberación del TMX más selectiva en el sitio de acción-tumor. El análisis del comportamiento cinético de liberación de TMX mostró un preponderante mecanismo difusivo, lo cual se corresponde con las características de un nanosistema polimérico de tipo matricial como el NG. Los estudios en cultivos celulares demostraron que las células normales (MCF-10F) tratadas con el NG blanco (sin TMX) presentaron una viabilidad >70%, lo que indica que el NG es un material biocompatible [5]. En estas células, TMX presentó una citotoxicidad concentración-dependiente a concentraciones superiores a 25 uM. Su vehiculización en los NG permitió reducir su la citotoxicidad, lo que demuestra que los NG-TMX son más seguros que el fármaco libre. Los estudios de eficacia antitumoral en células MDA-MB-231 revelaron un comportamiento concentración-dependiente para ambos tratamientos. Un hallazgo interesante radica en que el NG-TMX20% exhibió una incrementada eficacia comparada con el fármaco puro. La vehiculización de TMX en los NG-TMX20% mostró un incremento en la eficacia antitumoral y se lograron valores de viabilidad celular similares entre el NG-TMX20% y TMX cuando se utilizaron concentraciones 4 veces menores de NG-TMX20% en comparación con TMX puro (viabilidad celular igual a 24,3% a 50 µM de NG-TMX20% y viabilidad celular igual a 23,5% a 200 µM de TMX puro). CONCLUSIONES: Se obtuvieron nanosistemas constituidos por un NG inteligente que presentó comportamiento pH-sensible. Sus características estructurales permitieron la incorporación de TMX mediante interacción electrostática y se lograron altas EE%. Los nanosistemas obtenidos presentaron tamaños en la nanoescala, adecuada redispersabilidad y controlaron la liberación del TMX con activación de su liberación en condiciones ácidas. Sus propiedades biológicas demostraron mayor seguridad y eficacia en cultivos celulares no tumorales y tumorales, respectivamente. El NG presenta propiedades prometedoras como portador de TMX para futuras aplicaciones en nanomedicina del cáncer de mama.