Síntesis De Aptamer-PEI-g-PEG Nanopartículas De Oro Modificadas Cargadas Con Doxorrubicina Para La Administración De Fármacos Dirigidos

Siendo el principal problema de salud pública en todo el mundo, el cáncer se caracteriza ampliamente por tener una baja tasa de curación, alta tasa de recurrencia y alta tasa de mortalidad^1,2. Los métodos anticancerígenos convencionales actuales incluyen cirugía, quimioterapia y radioterapia^3,entre los cuales la quimioterapia es el tratamiento primario para los pacientes con cáncer en la clínica^4. Los fármacos contra el cáncer utilizados clínicamente incluyen principalmente paclitaxel (PTX)⁵ y doxorrubicina (DOX)^6,7. Dox, un fármaco antineoplásico, se ha aplicado ampliamente en la quimioterapia clínica, debido a las ventajas de la citotoxicidad del cáncer y la inhibición de la proliferación de células cancerosas^8,9. Sin embargo, el DOX causa cardiotoxicidad^10,11,y la corta vida media del DOX restringe su aplicación en la clínica^12. Por lo tanto, los portadores degradables de la droga son necesarios cargar DOX y subquently liberar de una manera controlada a un área apuntada.

Las nanopartículas se han utilizado ampliamente en sistemas de administración de fármacos dirigidos y tienen varias ventajas en el tratamiento del cáncer (es decir, una relación superficie-volumen considerable, tamaño pequeño, capacidad para encapsular varios fármacos y química de superficie sintonizable, etc.) ^13,14,15. En particular, las nanopartículas de oro (AuNPs) se han utilizado ampliamente en aplicaciones biológicas y biomédicas, como la terapia fototérmica contra el cáncer^16,17. Las propiedades únicas de los AuNPs, como la síntesis fácil y la funcionalización general de la superficie, tienen excelentes perspectivas en el campo clínico de la terapia contra el cáncer^18. Además, los AuNPs se han utilizado para identificar estrategias de administración de fármacos, diagnosticar tumores y superar la resistencia en muchos estudios^19,20.

No obstante, los AuNPs necesitan ser adaptados más a fondo para superar resistencia a los medicamentos vía el alto lanzamiento local en las lesiones del tumor con la permeación y la retención aumentadas (EPR), tales como las propiedades de la blanco y de la accesibilidad. Los AuNPs funcionalizados con polímeros han exhibido ventajas únicas, como la mejora de la solubilidad en agua de los fármacos hidrofóbicos contra el cáncer y el tiempo de circulación prolongado^21,22. Se han utilizado varios polímeros biocompatibles para recubrimientos de AuNP, como el polietilenglicol (PEG), la polietilenimina (PEI), el ácido hialurónico, la heparina y la goma xantana. Entonces la estabilidad, así como la carga útil, de AuNPs se mejora bien²³. Específicamente, pei es un polímero altamente ramificado que se compone de muchas unidades de repetición de aminas primarias, secundarias y terciarias²⁴. PEI tiene una excelente solubilidad, baja viscosidad y un alto grado de funcionalidad, que es adecuado para el recubrimiento en AuNPs.

Por otro lado, los fármacos anticancerígenos deben ser entregados a las células cancerosas directamente con una mejor eficiencia de carga, y con menor toxicidad para el tratamiento de tumores metastásicos primarios y avanzados²⁵. Los ligandos dirigidos tienen un gran potencial para los sistemas de administración dirigidos a fármacos contra el cáncer²⁶. Su selectividad para la unión a moléculas diana confiere especificidad a los fármacos contra el cáncer y aumenta el enriquecimiento de fármacos en tejidos enfermos²⁷. Más ligandos incluyen anticuerpos, polipéptidos y moléculas pequeñas. En comparación con otros ligandos, los aptámeros de ácidos nucleicos se pueden sintetizar in vitro y son fáciles de modificar. AS1411 es un oligonucleótido fosfodiester de 26 pb no modificado que forma una estructura dimérica estable de G-tetrámero para unirse específicamente a un receptor de proteína nuclear objetivo sobreexpresado en las células cancerosas^28,29,30. AS1411 inhibe la proliferación de muchas células cancerosas pero no afecta el crecimiento de células sanas^31,32. Como resultado, AS1411 se ha utilizado para fabricar un sistema ideal de administración de fármacos dirigidos.

En este estudio, un copolímero PEI-g-PEG se sintetiza a través de una reacción de amida, a continuación, se fabrican nanopartículas de oro recubiertas de copolímero PEI-g-PEG (PEI-g-PEG@AuNPs). Además, DOX y AS1411 están vinculados secuencialmente a la PEG@AuNPs PEI-g preparada, como se muestra en la Figura 1. Este protocolo detallado está destinado a ayudar a los investigadores a evitar muchos de los escollos comunes asociados con la fabricación de nuevos PEI-g-PEG@AuNPs cargados con DOX y AS1411.