Las nanopartículas de oro en quimioterapia y radioterapia consisten en el uso de oro coloidal en tratamientos terapéuticos, a menudo para el cáncer o la artritis . La tecnología de nanopartículas de oro es prometedora en el avance de los tratamientos contra el cáncer. Algunas de las propiedades que poseen las nanopartículas de oro, como el tamaño pequeño, la no toxicidad y la no inmunogenicidad, hacen que estas moléculas sean candidatas útiles para sistemas de administración de fármacos dirigidos. A medida que los vectores de administración de tumores se vuelven más pequeños, la capacidad de sortear las barreras y obstáculos naturales del cuerpo se vuelve más probable. Para aumentar la especificidad y la probabilidad de administración del fármaco, se pueden injertar ligandos específicos del tumor en las partículas junto con las moléculas del fármaco quimioterapéutico, para permitir que estas moléculas circulen por todo el tumor sin redistribuirse en el cuerpo.
Las nanopartículas de oro varían en tamaño según la terapia para la que se utilicen. En la terapia fototérmica contra el cáncer, en cada prueba se utilizan muchas moléculas de nanopartículas de oro y todas deben tener un tamaño uniforme. Incluyendo el recubrimiento de PEG, las nanopartículas midieron un diámetro de ~130 nm. [1] Las nanopartículas de oro que actúan como sistemas de administración de fármacos en combinación con fármacos quimioterapéuticos suelen tener un tamaño de entre 10 y 100 nm. [2]
El área de superficie juega un papel muy importante en la administración de medicamentos y por mg de oro, a medida que los diámetros disminuyen, las áreas de superficie necesarias para transportar medicamentos aumentan hasta el punto en que un solo volumen de 1 ml de nanopartículas de oro esféricas de 1,8 nm tiene la misma área de superficie que una célula. teléfono. [3]
La vectorización de fármacos requiere una mayor especificidad y se sintetizan dentro de mediciones de un solo dígito que van desde 3 a 7 nm. [ cita necesaria ]
Se están probando tratamientos antibacterianos de diferentes tamaños para apuntar al tipo de célula; 10, 20 y 40 nanómetros. [4]
Debido a la capacidad de ajustar el tamaño y la absorción de las AuNP, estas moléculas pueden variar en los colores que emiten. Los colores de las soluciones AuNP suelen variar desde el rojo vino hasta el azul pálido. Estos colores juegan un papel necesario en la síntesis de AuNPs como indicadores de reducción . [5] El color de las AuNP puede modificarse mediante la aplicación de presión que enrojece las nanopartículas. [6]
Para obtener más información sobre la síntesis de AuNP para uso médico, consulte Oro coloidal.
Otra síntesis puede incluir la focalización en el tipo de célula . Un tumor consta de una multitud de tipos de células y, por lo tanto, atacar un solo tipo de célula es ineficaz y potencialmente peligroso. A lo sumo, este tipo de focalización sólo tendría un efecto menor en la destrucción del tumor. Los tumores cambian constantemente y, por lo tanto, la orientación al fenotipo se vuelve inútil. Persisten dos problemas principales: cómo llegar al objetivo y cómo destruir una variedad de células. [ cita médica necesaria ]
Se puede lograr un método directo para acceder y destruir las células tumorales mediante la terapia fototérmica contra el cáncer o la terapia fotodinámica (PDT). Se sabe que este procedimiento trata tumores pequeños de difícil acceso y evita los inconvenientes (efectos adversos) de los métodos convencionales, incluida la destrucción innecesaria de tejidos sanos. [7] Las células se destruyen por la exposición a la luz, rompiendo las membranas y provocando la liberación de enzimas digestivas. Las AuNP tienen secciones transversales de alta absorción que requieren sólo un aporte mínimo de energía de irradiación . Se ha demostrado que las células de carcinoma de mama humano infundidas con nanopartículas metálicas in vitro tienen un aumento de la morbilidad con la exposición al infrarrojo cercano (NIR) . [7] La exposición a corto plazo in vivo (4 a 6 minutos) a NIR había experimentado el mismo efecto. Hirsch et al observaron que el calentamiento extremo en los tumores causaría daños tisulares irreversibles, incluida la coagulación , la contracción celular y la pérdida de tensión nuclear. Los resultados de su terapia con nanocáscaras in vivo en ratones revelaron una penetración del tumor de aproximadamente 5 mm. Las partículas metálicas se ajustaron para una alta absorción y dispersión , lo que resultó en una conversión efectiva de luz en calor que cubre una gran superficie. [8] El grupo El-Sayed estudió los efectos de las AuNP in vitro e in vivo. Determinaron que las longitudes de onda NIR se convertían en calor en la escala de tiempo de picosegundos, lo que permitía una exposición breve de CW para minimizar la posible exposición de células sanas. In vitro, se utilizó terapia fototérmica en líneas celulares epiteliales orales (HSC 313 y HOC 3 Clon 8) y en una línea celular epitelial benigna (HaCaT). El-Sayed et al descubrieron que las células malignas que se habían incubado en AuNP conjugadas con el receptor del factor de crecimiento antiepitelial (EGFR) requerían la mitad de energía para destruir una célula que una célula benigna. Su material incluía nanocáscaras de sílice recubiertas de oro que podían absorber selectivamente las ondas NIR. Las partículas se ajustaron variando el espesor de la capa de Au y cambiando el tamaño del núcleo de sílice. Al exponer estas partículas a NIR, la eficacia del Au se midió mediante la disminución del EFGR en células de carcinoma escamoso oral. [8] Existen varios avances biotecnológicos para la administración in vivo de fármacos. Para atacar eficazmente las células malignas, las AuNP se conjugaron mediante polietilenglicol, un proceso conocido como PEGilación.. Esto enmascara las partículas extrañas del sistema inmunológico para que lleguen a su destino y aumente el tiempo de circulación en el sistema. La conjugación de anticuerpos reviste la superficie de la nanopartícula con marcadores celulares para limitar la propagación sólo a las células malignas. [8] Pruebas in vivo de ratones que desarrollaron células tumorales de carcinoma de colon murino . Se les inyectó la solución de AuNP que se permitió que se propagara después de 6 horas. Las células circundantes se limpiaron con PEG y se expusieron a un tratamiento con láser para detectar un calentamiento anormal que indicara áreas donde se podrían haber acumulado nanocásulas de Au. El área inyectada también se frotó con PEG para maximizar la penetración de la luz. [8]
A pesar del éxito incuestionable de los nanorods o nanoshells de oro como agentes fototérmicos en la investigación preclínica , aún no han obtenido la aprobación para uso clínico porque su tamaño está por encima del umbral de excreción renal . [9] En 2019, se informó sobre la primera arquitectura plasmónica ultrapequeña en nano que absorbe NIR , y combina conjuntamente: (i) una conversión fototérmica eficiente adecuada para múltiples tratamientos de hipertermia , y (ii) excreción renal de los componentes básicos después la acción terapéutica. [10]
Los procedimientos de radiografía de rayos X implican el diagnóstico de células cancerosas mediante el proceso de adquisición de imágenes. [11] Estas técnicas se basan en la absorción de rayos X en el tejido expuesto para mejorar la calidad de la imagen. En ciertos procedimientos radiológicos, como la terapia de radiofrecuencia, se inyecta un agente de contraste en el tejido canceroso objetivo y se produce una mayor atenuación de los rayos X. [ cita médica necesaria ]
El tratamiento con terapia de radiofrecuencia implica la destrucción de células de tejido canceroso tumoral mediante el calentamiento diferencial del tejido canceroso mediante diatermia por radiofrecuencia. [12] Este calentamiento diferencial es el resultado del suministro de sangre en el cuerpo que elimina el calor y enfría el tejido calentado.
Las nanopartículas de oro son excelentes absorbentes de rayos X, debido a su alto número atómico de 197 Au. Esto permite una mayor masa del elemento, proporcionando una mayor área de absorción de rayos X. Al actuar como agente de contraste e inyectarse en células tumorales cancerosas, se obtendría una dosis más alta de tejido canceroso expuesto durante el tratamiento de radioterapia. [13] Además, las nanopartículas de oro se eliminan más eficientemente de las células del tejido sano, en comparación con las células cancerosas, una característica que las convierte en radiosensibilizadores prometedores [14]
La angiogénesis es un proceso que implica la formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de vasos preexistentes. Implica la degradación de la matriz extracelular , activación , migración, proliferación y diferenciación de células endoteliales en vasos. Se dice que juega un papel importante en el crecimiento y propagación de las células cancerosas. [15]
El proceso de angiogénesis implica el uso de promotores e inhibidores , equilibrando el proceso formando nuevos vasos sanguíneos sólo cuando sea necesario. Los ejemplos de promotores incluyen el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y el factor de crecimiento de fibroblastos (FGF). Los ejemplos de inhibidores incluyen el receptor 1 del factor de crecimiento endotelial vascular, etc.
La progresión del tumor se produce como resultado de la transición de un tumor en la etapa de proliferación latente a la etapa activa como resultado del oxígeno y los nutrientes. Esta etapa activa conduce a un estado de hipoxia celular, lo que provoca una mayor regulación de proteínas proangiogénesis como el VEGF. Esto da como resultado la propagación de proteínas inflamatorias y células cancerosas a lo largo de los vasos sanguíneos recién creados. [dieciséis]
Las AuNP tienen la capacidad de inhibir la angiogénesis coordinándose directamente con los factores de crecimiento que se unen a la heparina. Inhiben la fosforilación de proteínas responsables de la angiogénesis de forma dosis dependiente. En concentraciones de 335 a 670 nM, se observó una inhibición casi completa de la fosforilación. [7] Como consecuencia de la angiogénesis, se ha descubierto que se desarrolla artritis reumatoide debido a la mayor capacidad de diseminar proteínas inflamatorias. Mediante la inhibición de la angiogénesis, prevalece la reducción de la artritis reumatoide. [7] Además, los inhibidores angiogénicos tienen una limitación crítica debido a la inestabilidad de las condiciones biológicas y las altas dosis requeridas. Para contrarrestar esto, se desarrolló una estrategia emergente para el desarrollo de terapias dirigidas a la angiogénesis asociada a tumores mediante el uso de nanotecnología y agentes antiangiogénicos, conocida como terapia antiangiogénica. Este enfoque resolvió la inestabilidad de la limitación al acelerar la administración de inhibidores de la angiogénesis. [dieciséis]
Las nanopartículas de oro muestran propiedades antiangiogénicas al inhibir la función de los factores de crecimiento proangiogénicos que se unen a la heparina (HG – GF), siendo los principales ejemplos el factor de crecimiento endotelial vascular 165 (VEGF165) y el factor de crecimiento básico de fibroblastos ( bFGF ), ambos de los cuales son promotores proangiogénicos. Estudios de Rochelle R. Arvizo, et al. han demostrado que el uso de AuNP de varios tamaños y cargas superficiales juega un papel importante en sus efectos inhibidores. [17]
En los campos biológicos actuales, el uso de la nanotecnología ha permitido el uso indirecto de AuNP para entregar ADN a células de mamíferos; reduciendo así los agentes tumorales y aumentando la eficiencia de la transferencia de electrones mediante la modulación de la actividad de la glucosa oxidasa. La investigación actual en curso por parte de los laboratorios de Mayo Clinic incluye el examen de AuNP como mensajeros para administrar reactivos capaces de manipular la respuesta angiogénica in vivo. [18]
Los inhibidores angiogénicos actuales que se utilizan en la actualidad y que están aprobados por la USFDA para tratar el cáncer son Ayastin, Nexavar , Sutent y Affinitor. [15]
Las nanopartículas de oro se utilizan como bacterias dirigidas a partículas en la terapia antibacteriana. La terapia se dirige a las bacterias con nanopartículas de oro que absorben la luz (10 nm, 20 nm, 40 nm) conjugadas con anticuerpos específicos, matando así selectivamente las bacterias mediante láser. [4]
Los estudios han demostrado la eficacia de este método para matar Staphylococcus aureus , que es un patógeno humano importante responsable de una amplia gama de enfermedades como infecciones de la piel y heridas, síndrome de shock tóxico , artritis séptica , endocarditis y osteomielitis . En este sistema, el daño a las bacterias se produce mediante la inducción de un láser potente que provoca efectos de sobrecalentamiento acompañados de fenómenos de formación de burbujas alrededor de nanopartículas de oro agrupadas. [ cita médica necesaria ]
El objetivo selectivo de S. aureus se realizó utilizando un anticuerpo monoclonal contra una de las principales proteínas agrupadas en la superficie, la proteína A (spa), que está unida a la porción de peptidoglicano de la pared celular. Los anticuerpos monoclonales aseguran el objetivo de la célula específica, lo cual es esencial para este mecanismo. La eficiencia de eliminación depende de los efectos de sobrecalentamiento locales acompañados por el fenómeno de formación de burbujas; la formación de burbujas mejoraría el efecto de eliminación del PT. Una mejor eficiencia de calentamiento resulta de una capacidad mejorada para confinar el pulso láser de nanosegundos dentro del tamaño del nanocluster. La superposición de burbujas de diferentes nanopartículas dentro de los nanoclusters disminuye el umbral de formación de burbujas. Un aumento en la absorción local promedio del grupo y su potencial corrimiento al rojo (de 525 nm para una sola nanopartícula esférica de oro a 700-800 nm para nanoclusters) en respuesta a la resonancia plasmón-plasmón. [4]
Otra forma en la que se pueden utilizar las AuNP en la terapia contra el cáncer es como agentes para la administración dirigida de fármacos . Las investigaciones muestran que las AuNP pueden funcionalizarse y conjugarse fácilmente con una variedad de moléculas, incluidos fármacos quimioterapéuticos como la doxorrubicina . [19] [20] Una complicación importante de los métodos actuales de tratamiento del cáncer con quimioterapia es que el tratamiento no está optimizado para atacar específicamente las células cancerosas y la distribución generalizada de medicamentos quimioterapéuticos en todo el cuerpo puede causar efectos secundarios dañinos como náuseas y caída del cabello. y cardiotoxicidad . [20] Dado que muchas de las características de las AuNP les permiten apuntar específicamente a las células cancerosas y acumularse dentro de las células tumorales, estas moléculas pueden actuar como sistemas de administración de fármacos dirigidos a los tumores. Una vez dentro del microambiente del tumor, estos complejos se disocian y liberan el quimioterapéutico, lo que permite que el fármaco surta efecto y eventualmente cause apoptosis .
Las nanopartículas de oro tienen sus ventajas en la vectorización de fármacos . Pueden incluir varios tamaños y tipos diferentes de dendrímeros y varios tipos diferentes de ligandos para tratar eficazmente diferentes tipos de cánceres. Por ejemplo, las investigaciones muestran que entre el 80 y el 90 % de las células tumorales del cáncer de mama tienen receptores de estrógeno [21] y entre el 60 y el 70 % de las células tumorales del cáncer de próstata tienen receptores de andrógenos . [22] Esta cantidad significativa de receptores hormonales desempeña un papel en las acciones intermoleculares. Esta función ahora se utiliza mediante ligandos terapéuticos y dirigidos a nanopartículas de oro para apuntar a la administración de fármacos antitumorales selectivos en los tejidos . Para que múltiples ligandos terapéuticos y de direccionamiento se unan a las nanopartículas de oro, las nanopartículas de oro primero deben someterse a una estabilización polimérica. Luego, las moléculas antiestrógenos con PEG tiolado se unen a nanopartículas de oro mediante enlaces Au-S, formando nanopartículas de oro protegidas con tiolato . [23]
Docetaxel está empaquetado en nanopartículas de oro PEGiladas [24]. Docetaxel es un medicamento de quimioterapia antimitótico que ha demostrado un gran rendimiento en ensayos clínicos. [25] El docetaxel fue aprobado por la FDA para tratar varios tipos diferentes de cáncer . es decir, cáncer de mama (incluido localmente avanzado o metastásico). [25]
En 2009 se completó un estudio piloto de la terapia AuroLase™ (nanocáscaras de oro) en tumores refractarios y/o recurrentes de cabeza y cuello [a] y actualmente hay dos ensayos que utilizan la terapia AuroLase™ para el tratamiento del cáncer de pulmón primario/metastásico [ b] y para el cáncer de próstata. [c] Otras nanopartículas de oro en el mercado son principalmente para la síntesis de complejos de nanopartículas en investigación. Nanocomposix se especializa en la producción de nanopartículas de varios tamaños, controladas variando las concentraciones de reactivo reductor y HAuCl4. [26]
Sigma Aldrich ofrece seis tamaños diferentes de nanopartículas esféricas de oro y ha desarrollado nanourchins de oro para un uso similar. La superficie provoca un desplazamiento hacia el rojo en el pico del plasmón superficial en comparación con las nanopartículas esféricas de oro. [27]
Nanopartz [28] ofrece nanopartículas y nanobarras de oro para terapias preclínicas in vivo que se han utilizado ampliamente en terapias preclínicas, incluida la hipertermia fototérmica y la administración de fármacos quimioterapéuticos. El estudio piloto que utilizó las nanobarras de oro Ntracker [29] se completó en 2012 y se utilizó en siete caninos con diversos grados de tumores cancerosos sólidos. [30] [31] Los resultados mostraron una carga significativa de las nanobarras de oro después de la inyección intravenosa en los tumores cancerosos y un calentamiento significativo de los tumores mediante un láser externo. Las imágenes se encuentran en [32]
Dependiendo de la forma de la molécula, la absorbancia variará, es decir, las partículas esféricas absorberán longitudes de onda en la región NIR con una absorbancia relativamente baja en comparación con las varillas largas. [33] Chan et al observaron que las nanopartículas esféricas de 50 nm fueron absorbidas de manera más eficiente que las partículas más grandes y más pequeñas de la misma forma. En cuanto al tamaño, las esferas fueron captadas de manera más eficiente que las varillas. [34] La capacidad de una mayor absorción de nanocáscaras en la célula se localizará en la membrana perinuclear y se acumulará para producir efectos tóxicos.
Rotello et al también investigaron las interacciones electrostáticas conjugando AuNP con grupos funcionales aniónicos y catiónicos . Sus resultados mostraron que la toxicidad estaba más establecida en AUNP conjugados con grupos funcionales catiónicos como consecuencia de interacciones electrostáticas con la membrana celular aniónica . [35]
Las concentraciones de nanopartículas de oro en sistemas biológicos para uso práctico oscilan entre 1 y 100 nanopartículas por célula. Las concentraciones altas pueden provocar efectos adversos para la estructura y función celular, que pueden no parecer no tóxicos en los ensayos , pero se ha descubierto que la preparación de las partículas produce efectos anormales en la célula. [36] Si grandes concentraciones eliminan rápidamente los vasos sanguíneos, las nanocáscaras pueden acumularse en los órganos principales (principalmente el hígado y el bazo ). También se encontraron concentraciones residuales de estas partículas en riñones , pulmones , músculos , cerebro y huesos de ratones después de 28 días. La concentración de la solución inyectada por vía intravenosa es 2,4*10 11 nanoshells/ml. Incluso sin una eliminación completa del sistema, las nanocáscaras no causaron ninguna complicación fisiológica en los ratones. [37] Su et al observaron una correlación con la concentración de Au 3 Cu y el daño celular. Las células se incubaron en concentraciones de 0,001 y 200 mg mL −1 Au 3 Cu. Concluyeron que una viabilidad celular del 15% y un daño celular dependiente de la dosis. La reducción de la viabilidad celular se detectó en experimentos in vivo; también relacionado con la dosis. [38] La citotoxicidad no es una preocupación importante en el uso de AuNP, ya que se localizan en las vesículas y el citoplasma en lugar del núcleo. Por lo tanto, no se generaron complicaciones debido a su agregación en estas partes de la célula. [39]
Dos factores clave a considerar al irradiar nanopartículas de oro en células cancerosas son la velocidad de enfriamiento de la red y el contenido de calor de la red. La velocidad de enfriamiento de la red es la rapidez con la que el calor de la partícula se distribuye a su entorno. Si la velocidad de enfriamiento de una partícula es demasiado baja, el contenido de calor de la red se puede aumentar con radiación de energía moderada (40 μJ/fs con láser de 100 fs a 800 nm) hasta el punto en que las nanobarras de oro se pueden fundir para crear nanopartículas esféricas que volverse fototérmicamente inactivo. [40] Esta descomposición se ha demostrado utilizando nanobarras de oro recubiertas con ligandos de fosfatidilcolina en células HeLa utilizando un láser pulsado y ya no eran útiles para el tratamiento debido a su baja absorbancia de radiación NIR. [41] También se ha demostrado que los pulsos láser de alta energía fragmentan nanobarras en partículas más pequeñas. [40] Si bien estos cambios estructurales inducidos por pulsos de láser podrían usarse para desactivar los efectos fototérmicos de estas partículas después del tratamiento, las partículas esféricas resultantes u otros fragmentos de partículas podrían provocar complicaciones durante o después del tratamiento cuando se usan nanopartículas de oro para el tratamiento clínico y obtención de imágenes de células cancerosas. [40] [41]
Una limitación de la quimioterapia fototérmica que utiliza nanopartículas de oro es la elección del láser a la hora de realizar el tratamiento. Los láseres pulsados ofrecen un tratamiento muy selectivo de las células cancerosas dentro de un área pequeña y localizada, pero pueden provocar una posible destrucción de partículas y tienen una baja eficiencia de calentamiento debido a la pérdida de calor durante la excitación de un solo pulso. [40] Los láseres de onda continua tienen una mayor eficiencia de calentamiento y funcionan mejor para calentar áreas más grandes con menor riesgo de destruir las nanopartículas que se calientan. Sin embargo, el tratamiento con láseres de onda continua dura mucho más que el tratamiento con láser pulsado. [40] Una limitación de la terapia fototérmica con respecto al láser utilizado es la profundidad del tumor que se está tratando. La mayoría de los láseres utilizados para inducir la ablación de tumores utilizando nanopartículas de oro solo pueden alcanzar varios centímetros de tejido blando, lo que hace imposible llegar a tumores más profundos del cuerpo. [42] Encontrar una manera de llevar a cabo la terapia en células más profundas del cuerpo sin dañar las células circundantes es esencial para que esta técnica sea viable como tratamiento contra el cáncer en el futuro.
Los estudios en células de leucemia humana revelaron que la exposición prolongada a AuNP no dañaba las células, incluso a ~100 μM de Au. Más bien redujeron la cantidad de especies reactivas de oxígeno en la célula. Sin embargo, se encontró que los precursores de la síntesis de AuNP ( CTAB y HAuCl 4 ) eran tóxicos en pequeñas concentraciones (10 μM); CTAB gratuito especialmente. Los estudios en células HeLa realizados por Niidome et al respaldan aún más esta afirmación al examinar la correlación con la eliminación del exceso de CTAB [43] [44] y la viabilidad celular aumentó al 90%. [43]
Después de utilizar nanopartículas para la terapia fototérmica, se ha demostrado in vitro que se forman altas concentraciones de especies reactivas de oxígeno (ROS) dentro de las células cancerosas tratadas. [45] [46] [47] Si bien estas especies no son motivo de preocupación para las células cancerosas muertas, pueden causar estrés oxidativo en las células sanas circundantes si se crean suficientes ROS que provoquen la muerte de las células sanas. [45] [46] Este estrés oxidativo se puede pasivar utilizando polímeros como agentes reductores (después de la degradación de la nanopartícula) y el daño causado por ROS se puede reducir mediante la absorción dirigida de las nanopartículas a las células cancerosas. El mecanismo del estrés oxidativo causado por las nanopartículas en el cuerpo sigue siendo objeto de estudio y proporciona una posible limitación al utilizar nanopartículas de oro con radiación dentro del cuerpo. [45] [46] [47]
Si bien hay muchos estudios in vitro de nanopartículas de oro utilizadas para la quimioterapia, los estudios in vivo son raros y a menudo reportan resultados contradictorios. Por ejemplo, un estudio in vivo ha demostrado que las nanopartículas de oro de 13 nm que circulan en el torrente sanguíneo a menudo "se acumulan en el hígado y el bazo y... tienen tiempos de circulación sanguínea prolongados". [48] Además, se ha demostrado que las nanopartículas de 8 a 37 nanómetros causar síntomas anormales que conducen a la muerte en ratones debido a complicaciones médicas en el bazo, el hígado y los pulmones. Sin embargo, otros estudios han demostrado que las nanopartículas de oro de 20 nm pueden pasar a la retina sin causar ningún efecto citotóxico y las nanopartículas de 13 nm de diámetro sí lo fueron. No es tóxico para el cuerpo. Muchos argumentan que estos resultados difieren debido a las diferentes concentraciones de las nanopartículas utilizadas para estos experimentos y requieren más investigación [48] .
Las investigaciones de bioseguridad y biocinética sobre arquitecturas biodegradables ultrapequeñas en nanopartículas han demostrado que las nanopartículas de oro pueden evitar la acumulación de metal en los organismos al escapar por la vía renal. [49] [50]
Parte del problema de estos estudios es la falta de métodos confiables para determinar la absorción de nanopartículas de oro in vivo sin examinar el sitio del tumor post-mortem. La absorción de nanopartículas de oro en las células a menudo se lleva a cabo mediante el examen post mortem de los órganos de los ratones inyectados. Esta técnica no se puede replicar durante los ensayos clínicos, por lo que es necesario desarrollar nuevos métodos para determinar la absorción de las células para evitar concentraciones más altas de nanopartículas de oro en el cuerpo que provoquen efectos tóxicos. [42] Un método sugerido recientemente para contrarrestar esta limitación es el radiomarcaje . La absorción de nanopartículas de oro tioladas se ha monitoreado recientemente utilizando cubiertas de polímero marcadas con 111 In que rodean la nanopartícula de oro y muestra una posible solución a este problema, pero estas cubiertas de polímero se pueden eliminar de la partícula, lo que requiere un sistema de etiquetado más estable para estas. tipos de estudios. [51]
Las nanopartículas de oro pueden utilizarse de forma indirectamente terapéutica. El tema de la angiogénesis describe la formación de nuevos vasos sanguíneos, que no sólo aumentan la proliferación de células cancerosas, sino que también pueden proliferar la proliferación de proteínas responsables de la artritis reumatoide. A medida que las AuNP reducen la angiogénesis, como resultado se reduce la artritis reumatoide. [7] Chamberland et al estudiaron el uso de nanobarras de oro conjugadas con anti- TNF (AuNR) ex vivo en articulaciones de cola de rata para reducir el efecto de la artritis reumatoide. Observaron los efectos del sistema de administración de fármacos mediante tecnología PAT . Las propiedades de los AuNR que se consideraron más eficientes tenían medidas de 45 x 15 nm con un pico de absorción de 660 nm. Esta sintonización permitió un mejor contraste entre las áreas objetivo y el tejido intraarticular. Por lo tanto, se observó que los AuNR conjugados con etanercept aumentaban la sensibilidad a la luz. La técnica de imágenes ofrece mayores oportunidades para el seguimiento sensible de fármacos in vivo en biotecnología . [52]
VIH
Se descubrió que varias valencias de AuNP inhiben la fusión del VIH. El ácido AuNP-mercaptobenzoico de 2 nm se conjugó con un derivado de un antagonista de CCR5 conocido , que es una molécula pequeña que antagoniza el receptor CCR5 , y el VIH utiliza comúnmente CCR5 para ingresar a la célula. El antagonista de CCR5 se uniría a CCR5, sin dejar puntos donde el VIH se uniera. En última instancia, esto conducirá a un efecto que restringirá la infección por VIH. [7]
Las sondas genéticas de ADN del virus de la hepatitis B ( VHB ) AuNPs preparadas podrían usarse para detectar el ADN del VHB directamente. El método basado en fluorescencia de detección visualizada es muy sensible, simple y de bajo costo, lo que potencialmente podría aplicarse a chips de detección de múltiples genes. [7] La sonda utilizada aquí es esencialmente un biosensor , para detectar específicamente un determinado material. [53]
Una aplicación exitosa del método colorimétrico AuNP- nanoprobe al diagnóstico clínico informada por Baptista et al . fue la detección sensible en muestras clínicas de Mycobacterium tuberculosis , causante de la tuberculosis humana. [7]
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