Síntesis y evaluación de la actividad citotóxica in vitro de nanopartículas de ZnO funcionalizado con moléculas orgánicas, para el tratamiento del cáncer

Abstract

El uso de la nanotecnología en aplicaciones médicas ha crecido rápidamente principalmente en lo que se refiere a la liberación controlada de fármacos y en la terapia de diversas enfermedades [1]. En la mayoría de estas aplicaciones se han empleado materiales orgánicos como liposomas y polímeros biodegradables por que han resultado no ser nocivos para el cuerpo humano [2]. En el sentido opuesto, la aplicación de materiales inorgánicos en medicina (nanotubos de carbono, metales, y nanopartículas de óxidos metálicos) se había limitado por su “probables” propiedades nocivas para el cuerpo humano. Sin embargo, a partir del momento en que fueron reportados estudios de citotoxicidad que demostraron la biocompatibilidad de los nanotubos de carbono y de nanopartículas de óxidos metálicos, estos han ganado interés para su aplicación en los diversos campos de la medicina [3]. Resultando incluso con mayores ventajas sobre los nanomateriales orgánicos en lo que se refiere al control de su tamaño, estructura y funcionalización de su superficie para que atraviesen la membrana celular sin problema. El cáncer es una enfermedad que actualmente es causante de muchas muertes a nivel mundial, y la terapia que se emplea para su tratamiento suele tener efectos adversos sobre los pacientes. Lo anterior nos lleva a pensar en el desarrollo de nuevos métodos de fabricación de los fármacos que se utilizan para esta enfermedad. Uno de los tratamientos de mayor importancia es la quimioterapia, estos pueden ser de origen orgánico o inorgánico, todos ellos atacan células de rápida proliferación e induciendo muerte celular por necrosis, generando que los efectos secundarios sean severos [4]. En este sentido, materiales a base de óxido de zinc (ZnO) se han evaluado como matriz de soporte para la liberación de fármacos, se ha encontrado que el material es biocompatible, con actividad antimicrobiana y antifúngica [5]. Por otro lado, estudios sobre la 1,10-fenantrolina, ácido acético y ácido ascórbico han puesto de manifiesto su actividad citotóxica sobre diversas líneas tumorales [6]. Pensando en todo lo descrito anteriormente en este trabajo de investigación se realizó la síntesis de ZnO por el método sol-gel, mismo que fue funcionalizado por el método de impregnación con ácido acético (AC), ácido ascórbico (AS) y 1,10 fenantrolina (FEN). Simultáneamente se realizaron las caracterizaciones elementales que nos permitieron conocer las propiedades físicas y químicas de los materiales. Por último, se llevaron a cabo las evaluaciones de actividad citotóxica y antiproliferativa en las líneas celulares de cáncer de cérvix SiHa, CaSki y HeLa por la técnica de XTT. Esta tesis se divide en los siguientes capítulos, en el capítulo 1 se presentan la descripción de las propiedades físicas y químicas del ZnO, así como los factores que afectan el proceso de formación de este material por el método sol-gel. El ZnO fue funcionalizado con moléculas orgánicas para mejorar su actividad citotóxica y antiproliferativa en líneas tumorales, por lo que también se describe las propiedades físicas y químicas de los funcionalizantes. En el capítulo 2 se explica la síntesis de los materiales de ZnO por sol-gel y la funcionalización del material por el método de impregnación. Por otro lado, se describen los fundamentos de las técnicas de caracterización y de evaluación de la actividad biológica de los materiales, así como las condiciones de uso de los equipos utilizados en cada análisis. El capítulo 3 se presenta los resultados y discusiones de los estudios de caracterización y pruebas de citotoxicidad realizados; y finalmente se concluye en base a los resultados obtenidos.