Desenvolvimento de (magneto)lipossomas inteligentes contendo nanopartículas compósitas de ferrite e ouro para aplicação multimodal do cancro

Abstract

Magnetolipossomas contendo nanopartículas com propriedades magnéticas e plasmónicas são um nanossistema multifuncional promissor para a terapia do cancro. As suas propriedades permitem uma abordagem terapêutica multimodal, combinando de forma sinérgica a quimioterapia localizada com a hipertermia magnética e terapia fototérmica. As características estruturais e físicas deste nanossistema fornecem a capacidade de transporte e direcionamento de fármacos antitumorais ao local alvo, permitindo ainda uma libertação controlada e enfraquecimento de células cancerígenas por ação de estímulos externos. Assim, os magnetolipossomas multifuncionais são de grande interesse para a terapia oncológica, permitindo tratamentos potencialmente com maior eficiência terapêutica e menor toxicidade sistémica. Neste trabalho, foram desenvolvidos magnetolipossomas baseados em nanopartículas magnéto plasmónicas. Para tal, foram sintetizadas nanopartículas de ferrite de manganês usando duas metodologias diferentes. A caracterização estrutural das nanopartículas obtidas foi efetuada XRD, SEM e espetroscopia de absorção. O comportamento superparamagnético das nanopartículas foi confirmado por SQUID, tendo sido obtidos valores elevados de magnetização de saturação (Ms(A) = 14,75 emu/g e Ms(B) = 26,77 emu/g). Posteriormente, foi promovida a agregação das ferrites de manganês em clusters e fez-se crescer uma coroa de ouro de forma a obter nanopartículas magneto-plasmónica em estrutura núcleo-coroa. As nanopartículas núcleo-coroa de ferrite de manganês e ouro foram cobertas com uma bicamada surfactante/lípido, originando magnetolipossomas com diâmetros entre os 100 e os 400 nm. Por fim, foram realizados ensaios de fototermia para avaliar a capacidade de aquecimento dos nanossistemas desenvolvidos. Os resultados obtidos mostram que, sob fonte de luz, os magnetolipossomas promovem o aquecimento de 1ºC nos primeiros 10 minutos de irradiação.

Magnetoliposomes containing nanoparticles with magnetic and plasmonic properties are a promising multifunctional nanosystem for cancer therapy. Its properties allow a multimodal therapeutic approach, synergistically combining localized chemotherapy with magnetic hyperthermia and photothermal therapy. The structural and physical characteristics of this nanosystem provide the ability to transport and direct anti-tumor drugs to the target site, also allowing a controlled release and weakening of cancer cells by the action of external stimuli. Thus, multifunctional magnetoliposomes are of great interest for cancer therapy, potentially allowing treatments with greater therapeutic efficiency and less systemic toxicity. In this work, magnetoliposomes based on magnetoplasmonic nanoparticles were developed. To this end, manganese ferrite nanoparticles were synthesized using two different methodologies. The structural characterization of the obtained nanoparticles was carried out by XRD, SEM and absorption spectroscopy. The superparamagnetic behavior of the nanoparticles was confirmed by SQUID, and high values of saturation magnetization were obtained (Ms(A) = 14.75 emu/g and Ms(B) = 49,79 emu/g). Subsequently, the aggregation of manganese ferrites into clusters was promoted and a gold shell was grown in order to obtain magnetoplasmonic nanoparticles in a core shell structure. The manganese and gold ferrite core-shell nanoparticles were coated with a surfactant/lipid bilayer, originating magnetoliposomes with diameters between 100 and 400 nm. Finally, photothermal tests were carried out to evaluate the heating capacity of the developed nanosystems. The results obtained show that, under a light source, magnetoliposomes heat up to 1ºC in the first 10 minutes of irradiation.