El
quitosano (CS) es un biopolímero catiónico biodegradable, no tóxico y pH
responsivo (ligeramente ácido), que, debido a sus grupos funcionales, posee una
elevada reactividad que le permite su modificación con otros compuestos para
potencializar sus propiedades; tal es el caso del ácido fólico (FA) compuesto
atractivo por sus receptores folato que le proporcionan afinidad hacia las
células cancerosas.
Se
realizó una conjugación entre el CS y FA mediante una reacción de amidación, con
la finalidad de utilizar este conjugado (CS-FA) para el recubrimiento de microemulsiones
enfocadas a terapias anticancerígenas dirigidas. El CS y CS-FA fueron caracterizados
mediante espectroscopía infrarroja (FTIR), difracción de rayos X (DRX) y grado
de injerto.
Por
otra parte, se investigó el uso del líquido iónico C1EG como estabilizador de
microemulsiones normales con aceite esencial de menta cargadas con el fármaco
anticancerígeno paclitaxel (PTX) y recubiertas con una coraza de CS y CS-FA
para la obtención de nanodispositivos poliméricos (NDP), de los cuales se evalúo
su perfil de liberación del fármaco, el modelado cinético de liberación y su
actividad citotóxica en líneas celulares sanas (fibroblastos) y cancerosas de
pulmón (A549) y mama (MDA-MB-231).
Inicialmente
se realizaron pruebas de solubilidad del PTX en el aceite de menta,
posteriormente se determinó la región de microemulsión mediante la construcción
de diagramas de fases ternarios utilizando diversas concentraciones de
tensoactivo C1EG y aceite de menta. Una vez obtenida esta información, se
determinó la concentración mínima de tensoactivo requerida para la formación de
microemulsiones que permitiera la carga del fármaco y posteriormente se trabajó
con la formulación de microemulsiones las cuales fueron caracterizadas mediante
diámetro de partícula hidrodinámico mediante dispersión de luz (DLS), potencial
Z y transmitancia. Posteriormente, estas fueron recubiertas con CS y CS-FA para
la obtención de NDP, los cuales se caracterizaron mediante DLS, microscopía
electrónica de trasmisión (TEM), conductividad, pH y potencial Z.
Se
evaluó la liberación del aceite con PTX en los NDP que lo contenían a pH de
ambiente tumoral 5.8, 6.5 y a 7.4 pH fisiológico, mediante los datos obtenidos
de esta evaluación, se realizó un ajuste de cuatro modelos matemáticos para
obtener su cinética de liberación y finalmente los NDP fueron evaluados in vitro
en las líneas celulares sanas fibroblastos (1132SK) y de cáncer de pulmón (A549) y mama (MDA-MB-231).
Los
resultados procedentes de este trabajo de investigación indicaron que el
porcentaje de injerto del FA en el CS obtenido mediante la conjugación fue de
un 9 %. Se demostró que el líquido iónico C1EG posee potencial como agente
anfifílico para la formación de microemulsiones normales con aceite de menta y PTX,
obteniendo diámetros de partícula mediante DLS entre 113 a 388 nm, valores de potencial Z superiores a 30 mV y
transmitancias mayores al 89 %. Adicionalmente, mediante las micrografías de
TEM se comprobó la formación de los NDP con coraza biopolimérica con tamaños <
40 nm y mediante los perfiles de liberación se determinó que el PTX disuelto en
el aceite se libera en mayor cantidad a pH de 6.5 seguido en 5.8 y en finalmente en 7.4, siendo los NDP con coraza biopolimérica de
CS-FA y CS los que permitieron una liberación superior del principio activo. La
cinética de liberación de los NDP se ajustó mayormente al modelo de
Korsmeyer-Peppas y finalmente la evaluación in vitro de citotoxicidad mostró
que estos NDP no son citotóxicos en
células sanas, sin embargo, si son citotóxicos en las líneas cancerígenas de
mama y pulmón.
Esta investigación fue financiada por CONAHCyT (Proyectos 299058 y 316263) y subsidio (A1-S-46343) y por el Laboratorio Nacional de Micro y Nanofluídica (LABMyN). La autora Guerrero-Hernández agradece la beca (599235) de CONAHCyT proporcionada para realizar su estudio de doctorado, H.I. Meléndez-Ortiz agradece al programa Investigadores por México-CONAHCyT. Los autores también agradecen a la Lic. Maricela García Zamora y Dr. José Román Torres Lubián por su ayuda en los estudios de espectros RMN, a la Q.F.B Bertha Puente Urbina por su ayuda para la obtención de DRX y al Dr. Enrique Barriga Castro por las caracterizaciones de los materiales mediante TEM