Análisis del uso de Nanopartículas poliméricas biodegradables para mejorar la selectividad citotóxica in vitro de fármacos antitumorales
Las nanopartículas poliméricas (PNP) son un tipo de nanocarrier, un novedoso método de administración de fármacos que permite cubrir las limitaciones de algunos fármacos, confiriendo una mejor dispersión en líquidos, resistencia a la metabolización, difusión a través de tejidos, entre otros. Estas c...
- Autores:
-
Cárdenas López, Juan José
López Realpe, Dayana
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/15908
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10614/15908
https://red.uao.edu.co/
- Palabra clave:
- Ingeniería Biomédica
Nanopartículas poliméricas
Ácido poliláctico
Cannabidiol
Selectividad
Citotoxicidad
Cáncer de cuello uterino
Única emulsión
Polymeric Nanoparticles
Polylactic acid
Cannabidiol
Selectivity
Cytotoxicity
Cervical cancer
Single emulsion
- Rights
- openAccess
- License
- Drechos reservados-Universidad Autónoma de Occidente, 2024
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Chaurra Arboleda, Adriana María |
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Las nanopartículas poliméricas (PNP) son un tipo de nanocarrier, un novedoso método de administración de fármacos que permite cubrir las limitaciones de algunos fármacos, confiriendo una mejor dispersión en líquidos, resistencia a la metabolización, difusión a través de tejidos, entre otros. Estas características hacen a las PNP especialmente apropiadas para usarse junto con el cannabidiol (CBD), un compuesto producido por la planta Cannabis sativa, que ha demostrado poseer actividad antitumoral en varios tipos de cáncer, tanto en pruebas in vitro como in vivo (O’ Brien, 2022; Seltzer et al., 2020), pero que presenta una baja solubilidad en agua (12.8 mg/L) y metabolización (Perucca y Bialer, 2020). Para superar estas restricciones, en este trabajo se fabricaron PNP a partir de poli (ácido láctico) (PLA), un polímero biocompatible, de fácil adquisición, que tiene la capacidad de encapsular fármacos lipofílicos e hidrofílicos (Bilati et al., 2005), como el CBD. Con esta estrategia se espera mejorar la solubilidad y permeabilidad del CBD y potenciar sus efectos citotóxicos selectivos sobre células tumorales. Para la fabricación de las PNP se eligió el método de única emulsión, que consiste en mezclar dos líquidos inmiscibles, un solvente orgánico con fármaco y polímero, con agua y surfactante. Para este estudio se usó el diclorometano (DCM) y el cloroformo (CF) como solventes, y alcohol polivinílico (PVA) como surfactante, con el objetivo de obtener partículas con un diámetro menor a 200 nm. Como resultado, se logró una eficiencia de encapsulación del CBD del 70,37% con DCM y del 36,97% con el CF. A pesar de que la última formulación obtuvo una baja eficiencia de encapsulación y se encontraron partículas de tamaños superiores a los 200 nm, se seleccionó para realizar los ensayos in vitro pues no fue posible disolver las PNP fabricadas con DCM en el medio de cultivo celular. La citotoxicidad de los tratamientos se determinó mediante la prueba del bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5,-difenil tetrazolio (MTT) sobre células de cáncer de cuello uterino CaSki y células no tumorales de fibroblastos gingivales. El análisis de los resultados reveló que el CBD por sí solo carece de selectividad por las células tumorales, mientras que las PNP ayudaron a disminuir el efecto tóxico sobre células no tumorales. Estos resultados demuestran un potencial promisorio del uso de PNP para mejorar la selectividad de fármacos como el CBD en el desarrollo de tratamientos contra el cáncer, y las nuevas investigaciones que se derivan de este trabajo se deben enfocar en la optimización del método de fabricación de las PNP para mejorar su tamaño y eficiencia de encapsulación, con el fin de que se pueda evaluar a futuro su aplicabilidad en modelos in vivo. |
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Montealegre Sánchez, Leonel Ivesvirtual::5794-1Cárdenas López, Juan JoséLópez Realpe, DayanaUniversidad Autónoma de OccidenteChaurra Arboleda, Adriana Maríavirtual::5795-12024-11-18T14:47:29Z2024-11-18T14:47:29Z2024-10-16Cárdenas López, J. J. y López Realpe, D. (2024). Análisis del uso de Nanopartículas poliméricas biodegradables para mejorar la selectividad citotóxica in vitro de fármacos antitumorales. (Proyecto de grado). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/15908https://hdl.handle.net/10614/15908Universidad Autónoma de OccidenteRespositorio Educativo Digital UAOhttps://red.uao.edu.co/Las nanopartículas poliméricas (PNP) son un tipo de nanocarrier, un novedoso método de administración de fármacos que permite cubrir las limitaciones de algunos fármacos, confiriendo una mejor dispersión en líquidos, resistencia a la metabolización, difusión a través de tejidos, entre otros. Estas características hacen a las PNP especialmente apropiadas para usarse junto con el cannabidiol (CBD), un compuesto producido por la planta Cannabis sativa, que ha demostrado poseer actividad antitumoral en varios tipos de cáncer, tanto en pruebas in vitro como in vivo (O’ Brien, 2022; Seltzer et al., 2020), pero que presenta una baja solubilidad en agua (12.8 mg/L) y metabolización (Perucca y Bialer, 2020). Para superar estas restricciones, en este trabajo se fabricaron PNP a partir de poli (ácido láctico) (PLA), un polímero biocompatible, de fácil adquisición, que tiene la capacidad de encapsular fármacos lipofílicos e hidrofílicos (Bilati et al., 2005), como el CBD. Con esta estrategia se espera mejorar la solubilidad y permeabilidad del CBD y potenciar sus efectos citotóxicos selectivos sobre células tumorales. Para la fabricación de las PNP se eligió el método de única emulsión, que consiste en mezclar dos líquidos inmiscibles, un solvente orgánico con fármaco y polímero, con agua y surfactante. Para este estudio se usó el diclorometano (DCM) y el cloroformo (CF) como solventes, y alcohol polivinílico (PVA) como surfactante, con el objetivo de obtener partículas con un diámetro menor a 200 nm. Como resultado, se logró una eficiencia de encapsulación del CBD del 70,37% con DCM y del 36,97% con el CF. A pesar de que la última formulación obtuvo una baja eficiencia de encapsulación y se encontraron partículas de tamaños superiores a los 200 nm, se seleccionó para realizar los ensayos in vitro pues no fue posible disolver las PNP fabricadas con DCM en el medio de cultivo celular. La citotoxicidad de los tratamientos se determinó mediante la prueba del bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5,-difenil tetrazolio (MTT) sobre células de cáncer de cuello uterino CaSki y células no tumorales de fibroblastos gingivales. El análisis de los resultados reveló que el CBD por sí solo carece de selectividad por las células tumorales, mientras que las PNP ayudaron a disminuir el efecto tóxico sobre células no tumorales. Estos resultados demuestran un potencial promisorio del uso de PNP para mejorar la selectividad de fármacos como el CBD en el desarrollo de tratamientos contra el cáncer, y las nuevas investigaciones que se derivan de este trabajo se deben enfocar en la optimización del método de fabricación de las PNP para mejorar su tamaño y eficiencia de encapsulación, con el fin de que se pueda evaluar a futuro su aplicabilidad en modelos in vivo.Polymeric nanoparticles (PNP) are a class of nanocarriers, an innovative drug delivery methodology that allows covering the limitations of some pharmacological compounds, conferring a better dispersion in liquids, metabolization resistance, diffusion through tissues, among others. These characteristics make PNPs outstanding to complement the pharmacological effects of cannabidiol (CBD), a compound produced by the plant Cannabis sativa, which has demonstrated antitumoral activity against several types of cancer, both in vitro and in vivo (O’ Brien, 2022; Seltzer et al., 2020). However, this compound presents low solubility in water (12.8 mg/L), and metabolization (Perucca y Bialer, 2020). To overcome these limitations, poly (lactic acid) (PLA) PNPs were fabricated in this work, a biocompatible polymer that is easy to obtain and can encapsulate both lipophilic and hydrophilic drugs (Bilati et al., 2005) such as CBD. With this strategy, the improvement of solubility and permeability of CBD is expected, and thus to enhance the selective cytotoxic effects against tumor cells. For the fabrication of PNPs, the single emulsion method was selected, which consists of mixing two immiscible liquids, an organic solvent with drug and polymer, with water and surfactant. For this study, dichloromethane (DCM) and chloroform (CF), were used as solvents, and polyvinyl alcohol (PVA) as surfactant, with the objective of obtaining a particle diameter lower than 200 nm. As a result, an encapsulation efficiency of 70,37% with DCM, and 36.97% with CF were achieved. Even though the last formulation had a low encapsulation efficiency and particles with sizes larger than 200 nm were found, it was selected for in vitro assays because it was not possible to dissolve the formulation fabricated with DCM in the cell culture medium. The cytotoxicity of the treatments was determined through the 3-(4,5-dimethylthiazole-2-il)-2,5,-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay, on cervical cancer cell line CaSki and non-tumoral gingival fibroblast cells. The analysis of the results revealed that CBD by itself lacks selectivity for cancer cells, while the PNPs aided in diminishing the toxic effects on non-tumoral cells. These results show a promising potential for the use of PNPs to improve the selectivity of drugs like CBD, in the development of treatments for cancer, and new research derived from this work must focus on the optimization of the PNP’s fabrication method, to improve on their size and encapsulation efficiency, and to evaluate its applicability on in vivo models in the future.Proyecto de grado (Ingeniero Biomédico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2024PregradoIngeniero(a) Biomédico(a)49 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería BiomédicaFacultad de IngenieríaCaliDrechos reservados-Universidad Autónoma de Occidente, 2024https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Análisis del uso de Nanopartículas poliméricas biodegradables para mejorar la selectividad citotóxica in vitro de fármacos antitumoralesTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Ahmed, N., Mora-Huertas, C. 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