Nanopartículas poliméricas autoensambladas y bioactivas para el tratamiento del cáncer

Resumen

Los tratamientos anticancerígenos se caracterizan por su elevada toxicidad. Por ello, la investigación se centra en el descubrimiento de nuevos fármacos que acaben selectivamente con las células cancerígenas. El succinato del ¿ tocoferol (¿TOS) ha demostrado inducir selectivamente la apoptosis vía mitocondrial de células tumorales sin afectar a células no patológicas. Esto le posiciona como un destacado candidato para el desarrollo de nuevos fármacos poliméricos que mejoren su solubilidad en medio fisiológico, facilitando su administración. Por eso, el objetivo de esta tesis doctoral ha sido el diseño, caracterización fisicoquímica y evaluación de la actividad biológica de vehículos poliméricos portadores del fármaco anticancerígeno ¿TOS. En primer lugar se copolimerizaron con éxito derivados metacrílicos del ¿TOS (MTOS), de la vitamina E (MVE) y del dihidrofitol (SPHY y MPHY) con la N vinilpirrolidona (VP) por polimerización radical convencional. Estos copolímeros fueron capaces de autoensamblarse en medio acuoso, debido a su naturaleza anfifílica y la mayor reactividad de los derivados metacrílicos frente a la VP. Las nanopartículas (NPs) obtenidas a partir de los copolímeros basados en MVE y MTOS resultaron bioactivas, con una actividad intrínseca anticancerígena y antiangiogénica dependiente del contenido en monómero hidrofóbico (MVE y MTOS). Además, la actividad antitumoral de estas NPs resultó estrechamente dependiente de la línea celular ensayada, siendo menos activas frente a células de carcinoma de hipofaringe FaDu. Por ello, las NPs basadas en los copolímeros de MTOS se emplearon para la encapsulación de ¿TOS en su núcleo hidrofóbico, mejorando su actividad anticancerígena frente a células FaDu. Además, se demostró que las partículas vacías y cargadas producían la muerte celular por apoptosis intrínseca, vía complejo II de la cadena de transporte de electrones de las mitocondrias. En segundo lugar, se preparó con éxito una segunda generación de NPs poliméricas mediante la polimerización radical controlada vía RAFT (del inglés, reversible addition fragmentation chain transfer polymerization) del MTOS con polietilenglicol (PEG) de diferente peso molecular. Esto facilitó la obtención de NPs esféricas con control exhaustivo de su arquitectura macromolecular. El núcleo hidrofóbico de las NPs sirvió para encapsular eficazmente ¿TOS y cumarina 6 cuya fluorescencia fue usada para confirmar la endocitosis de las NPs dentro de células tumorales de mama. Asimismo, los ensayos biológicos realizados pusieron de manifiesto que la actividad anticancerígena de estas NPs dependía del contenido en monómero activo (MTOS) así como de la longitud del bloque hidrofílico de PEG. Adicionalmente, la copolimerización del 2 hidroxietil metacrilato (HEMA) con el MTOS vía RAFT permitió sintetizar con éxito terpolímeros donde las unidades de HEMA se distribuyeron al azar en el bloque hidrofóbico de MTOS. La incorporación del HEMA y la carga de ¿TOS en el núcleo hidrofóbico de las NPs permitieron una mejora sustancial de su actividad anticancerígena; debido probablemente a que las unidades de HEMA reducen la hidrofobicidad del núcleo de MTOS, mejorando la difusión de agua en su interior así como la liberación de la carga. Finalmente, los copolímeros de bloque más activos se emplearon satisfactoriamente para la conjugación y encapsulación de la sonda fluorescente IR780. Los resultados obtenidos tras la irradiación de las NPs confirmaron su capacidad fototérmica en disolución, alcanzando temperaturas efectivas para la hipertermia en el caso de los nanovehículos con más sonda encapsulada en su núcleo hidrofóbico. Por último, se comprobó que las partículas fluorescentes presentaban una fototoxicidad in vitro. Este comportamiento es probablemente debido a la existencia de un efecto fotodinámico dependiente exclusivamente de la presencia de la sonda IR780.