Caracterización de la interacción con el ADN y de las propiedades proinflamatorias de nanopartículas de hidroxiapatitas modificadas
tesis de maestría
Fecha
2020Autor
Fernández Fernández, Ericka Adriana
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Mostrar el registro completo del ítemResumen
La hidroxiapatita (Hap) es un ortofosfato de calcio que constituye el principal componente
mineral de los mamíferos y se encuentra presente en huesos, dientes, piel y tendones. Este
compuesto ha sido utilizado ampliamente en la elaboración de prótesis e implantes ortopédicos,
debido a que presenta propiedades como biocompatibilidad, bioresortividad, osteoconductividad,
afinidad por biomoléculas y baja toxicidad, entre otras. Estas características le han conferido gran
interés en su aplicación como vector génico, pues ha mostrado afinidad por proteínas de interés
farmacológico y por el ADN de doble hebra y de hebra simple.
En la actualidad se comercian reactivos de transfección celular de fosfato de calcio basados en
la precipitación “ in situ” de los mismos, lo cual lleva a partículas de tamaño y morfología variable,
que dificultan la repetibilidad de los resultados. El presente trabajo propone la evaluación de seis
tipos de hidroxiapatita como posibles vectores de transfección, los cuales han sido sintetizados bajo
un método de electrólisis que permite controlar la homogeneidad de la composición, morfología y
tamaño de las nanopartículas. Dentro de los materiales se encuentran hidroxiapatitas no
funcionalizadas con diferencias en su composición y funcionalizadas superficialmente con anhídrido
succínico, succinimida o dihidrógenofosfato de 2-aminoetilo.
La biocompatibilidad de cada material fue determinada de manera cualitativa, mediante
bioensayos de MTT con el linaje celular Raw 264.7, añadiendo diferentes cantidades conocidas de
los material y utlizando espectrofotometría UV. De manera similar, se utilizaron bioensayos
basados en la prueba de Griess para determinar la producción de óxido nítrico a diferentes
cantidades del material, para identificar la presencia de actividades proinflamatorias. También, se
determinaron sus propiedades fisicoquímicas tales como la afinidad y capacidad de adsorción del
ADN mediante isotermas de adsorción de Langmuir, el tamaño de partícula en suspensión y su
potencial . Por útlimo, se determinó la eficiencia de los materiales al ser utilizados como vectores
de transfección celular, desarrollando ensayos que incluyeron técnicas como microscopía de
fluorescencia y citometría de flujo.
De esta manera se determinó que los materiales no presentan una citotoxicidad
significativa a las concentraciones utilizadas y que la viabilidad celular tiende a ser menor en
presencia de las hidroxiapatitas funcionalizadas con succinato y anhídrido succínico, además, la
prueba de Griess demostró que ninguno de los materiales presenta actividades proinflamatorias en
las concentraciones estudiadas. Todos los materiales muestran valores de potencial negativos en
la suspensión de cloruro de sodio y se muestra que las funcionalizaciones superficiales tienden a
disminuir este potencial. Además, no todos los materiales muestran un buen ajuste al modelo de
Langmuir, lo cual puede estar relacionado con la baja reproducibilidad del método debido a la
variabilidad del tamaño de partícula o o la existencia de eventos como la formación de capas
múltiples de ADN o que se den diferentes tipos de interacciones entre el ADN y el material, debido
a la heterogeneidad de la superficie del material.
Cabe destacar que Hap-amino es el material que menos se ajusta al model de Langmuir, en todo
el rango de temperatura estudiado, mientras que la funcionalización con anhídrido succínico,
muestra una tendencia de aumentar la capacidad de adsorción del material no funcionalizado, en
todo el rango de temperatura de estudio y además, es la hidroxiapatita que presenta las mayores
capacidades de adsorción máxima, entre la colección de materiales, siendo así el material con
mejores resultados. Los valores negativos de energía libre de Gibbs muestran que el proceso de
adsorción para todos los materiales y temperaturas, es estable y viable, siendo Hap-amino el
material con menor viabilidad del proceso de adsorción.
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