Nanossistemas lipídicos contendo nanopartículas magnéticas/sulfureto de cobre para a terapia multimodal do cancro

Abstract

O desenvolvimento de bionanossistemas lipídicos para o encapsulamento de nanopartículas magnéticas, plasmónicas e fármacos antitumorais, tem-se revelado uma abordagem promissora para o tratamento do cancro. A terapia oncológica mediada por nanopartículas (NPs) magnéticas é baseada em hipertermia, um tratamento térmico que pode ser desencadeado pela presença de campos magnéticos externos alternados. Sendo sensíveis a campos magnéticos externos, as NPs magnéticas podem ser direcionadas até à zona alvo (tumores) através de gradientes de campos magnéticos. De igual forma, as NPs plasmónicas podem atuar como agentes de fototermia quando sujeitas a irradiação com uma fonte de luz adequada. No âmbito deste trabalho, foram sintetizadas e caracterizadas por DLS, XRD, TEM, espetroscopia de absorção e SQUID, nanopartículas magnéticas de ferrite de manganês e nanopartículas plasmónicas de sulfureto de cobre. Os resultados de XRD revelaram a presença de uma fase cristalina ortorrômbica de ε–Fe2O3, para alem da fase cristalina de MnFe2O4. O caráter superparamagnético das NPs magnéticas foi demonstrado pela técnica de SQUID, na qual se obteve uma magnetização de saturação (MS) de 14,68 emu/g e um tamanho de 33 ± 13 nm pela técnica de TEM. Os resultados de XRD das NPs de CuS revelaram a presença predominante de uma fase cúbica de Cu2S. A sua capacidade de geração de calor foi avaliada através de ensaios de irradiação nos quais se obteve um SAR máximo de 3764,5 W/g. O seu tamanho foi avaliado pelas técnicas de DLS, TEM e XRD no qual se obtiveram resultados inferiores a 10 nm. De seguida foi realizado o acoplamento destas NPs obtendo-se NPs magneto-plasmónicas, sendo estas posteriormente encapsuladas em lipossomas de DPPC marcados com a sonda de reichardt (ET-30). Estes foram preparados pela técnica de injeção etanólica, originando magnetolipossomas plasmónicos aquosos com diâmetros de 172 nm. Por último foram realizados ensaios de aquecimento local destes bionanossistemas, nos quais se obteve um aquecimento local de 2,5˚C ao fim de 2 minutos de irradiação laser (808 nm) com uma potência de 1 W/cm2.

The development of lipid bionanosystems for the encapsulation of magnetic and plasmonic nanoparticles and antitumor drugs has proved to be a promising approach for the treatment of cancer. Oncologic therapy mediated by magnetic nanoparticles (NPs) is based on hyperthermia, a thermal treatment that can be triggered by the presence of external alternating magnetic fields. Being sensitive to external magnetic fields, magnetic NPs can be directed to the target area (tumors) through magnetic field gradients. Likewise, plasmonic NPs can act as photothermal agents when subjected to irradiation with a suitable light source. In the scope of this work, magnetic nanoparticles of manganese ferrite and plasmonic nanoparticles of copper sulfide were synthesized and characterized by DLS, XRD, TEM, absorption spectroscopy and SQUID. The XRD results revealed the presence of an orthorhombic crystalline phase of ε–Fe2O3, in addition to the crystalline phase of MnFe2O4. The superparamagnetic character of the magnetic NPs was demonstrated by the SQUID technique, in which a saturation magnetization (MS) of 14.68 emu/g and a size of 33 ± 13 nm were obtained by the TEM. The XRD results of the CuS NPs revealed the predominant presence of a cubic Cu2S phase. The heat generation capacity of CuS NPs was evaluated through irradiation tests in which a maximum SAR of 3764.5 W/g was obtained. Its size was evaluated by DLS, TEM and XRD techniques, in which results smaller than 10 nm were obtained. Next, the coupling of these NPs was performed, obtaining superparamagnetic magneto-plasmonic, which were later encapsulated in DPPC liposomes marked with the reichardt probe (ET-30). These were prepared using the ethanolic injection technique, originating aqueous plasmonic magnetoliposomes with diameters of 172 nm. Finally, tests of local heating of these bionanosystems were carried out, in which a local heating of 2.5˚C was obtained after 2 minutes of laser irradiation (808 nm) with a power of 1 W/cm2.