Proyectos
Diseño de Sistemas poliméricos anfifílicos modificados con ciclodextrinas sensibles a estímulos y evaluación de su toxicidad y potencial como vehículos de fármacos
Resumen
Con el fin de mitigar las desventajas que limitan el uso clínico de sustancias con actividad farmacológica frente al cáncer y otras enfermedades, el uso de vehículos nanoestructurados tales como nanopartículas poliméricas (NP) ha permitido la utilización de nuevos agentes terapéuticos, disminuido los efectos tóxicos de fármacos convencionales utilizados en quimioterapia y ha aumentado la selectividad en la entrega de estos.[1] Estos materiales poliméricos se caracterizan por presentar baja toxicidad, alta biocompatibilidad y ser capaces de auto ensamblarse en medio acuoso, lo cual les confiere la capacidad de encapsular fármacos, favoreciendo su solubilización e incrementado su estabilidad química. [2] El diseño de sistemas para la liberación controlada de fármacos sensibles a estímulos químicos, toma ventaja de particularidades de las células cancerígenas tales como que su metabolismo acelerado conduce a la generación de microambientes extra e intracelulares diferentes a los de una célula normal, caracterizados por tener un pH menor y un aumento en la concentración de especies reactivas de oxígeno (EROs), entre otras. Estos estímulos pueden desencadenar cambios estructurales en la polímeros usados como vehículo, “detonando” la liberación del fármaco.[3] Adicionalmente, y con el fin de incrementar la encapsulación y aumentar la estabilidad del fármaco y las NPs, se pueden realizar funcionalizaciones con moléculas “nodrizas” como las ciclodextrinas (CD), capaces de generar complejos de inclusión con moléculas orgánicas[4] e inorgánicas,[5] lo cual conduce a una variación en sus propiedades físicas, químicas y la manera en la cual interactúan con sistemas biológicos. Con el desarrollo del presente proyecto se pretende diseñar copolímeros en bloque anfifílicos compuestos por Polietilenglicol (PEG) y Policaprolactona (PCL) modificada con CDs a través de enlaces tiacetal (RS-CR2-SR) y disulfuro (RS-SR), los cuales son escindibles en presencia de especies redox (EROs y glutatión (GSH)) (Esquema 1). Los materiales obtenidos se evaluarán como precursores de vehículos micelares para la encapsulación de curcumina (CUR) y su liberación en medios que simulen ambientes redox característicos de células cancerígenas. La biocompatibilidad de los materiales se evaluará como su citotoxicidad frente fibroblastos de ratón L929. En tanto la actividad anticancerígena de la CUR encapsulada y libre se comparará frente a dos línea de cáncer: de seno (MDA-MB 231) y colon (HT-29 [HTB-38]). Para ambas líneas, se les harán estudios de citotoxidad para determinar las IC50 y se estudiará la internalización celular de muestras representativas (Esquema 2). En aras de establecer relaciones entre la estructura de los materiales propuestos con sus propiedades fisicoquímicas y su desempeño como vectores de CUR, se preparará una biblioteca de copolímeros. A partir de PEG de 2kDa se obtendrán diferentes longitudes del segmento de PCL (2, 5 y 10kDa), cada uno de estos segmentos se obtendrá con 1, 3 o 5 moléculas de CD, unidas a través de dos diferentes tipos de enlace sensibles a especies redox (RS-CR2-SR y RS-SR) Con el desarrollo de este proyecto se pretende la obtención de nano-vehículos selectivos en la entrega de agentes quimioterapéuticos que presenten buena actividad en el tratamiento del cáncer pero con baja estabilidad en condiciones fisiológicas y baja biodisponibilidad; y, debido a que este tipo de nanoestructuras mejora la permeabilidad y retención[6] se pueda disminuir la dosis efectiva de los tratamientos ya disponibles, constituyendo un punto de partida hacia el desarrollo de terapias más seguras.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria nacional para el fortalecimiento de la formación a través del apoyo a proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Modalidad:Modalidad Única: Proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Responsable