Desenvolvimento de magnetolipossomas baseados em ferrites com coroa de ouro para terapêutica do cancro

Dissertação de mestrado em Biofísica e BionanossistemasAtualmente, a nanotecnologia tem, cada vez mais, permitido o desenvolvimento de novas técnicas e estratégias para aplicação na terapia do cancro, por exemplo, através do uso de hipertermia. Para além disso, as nanopartículas magnéticas (MNPs) mostram-se cada vez mais importantes neste sentido, devido às suas características únicas, tais como a capacidade de direcionamento para um local terapêutico alvo com recurso a gradientes de campo magnético externo. Por outro lado, o ouro tem sido utilizado em diversos estudos e em diferentes aplicações, desde o revestimento de partículas para prevenir a aglomeração, até aos testes do seu potencial no aquecimento local em terapia contra o cancro. Para além disso, outros estudos mostram que partículas revestidas com ouro conseguiram eliminar células cancerígenas. Neste trabalho, foram preparados três tipos de nanopartículas diferentes: nanopartículas núcleo-coroa com núcleo de ferrite de manganês e coroa de ouro; nanopartículas plasmónicas de ouro decoradas com nanopartículas magnéticas de ferrite de manganês; e ainda nanopartículas magnéticas de ferrite de manganês decoradas com nanopartículas de ouro. Foram avaliadas as propriedades estruturais, espetroscópicas e magnéticas destas nanopartículas. As partículas preparadas foram incorporadas em lipossomas, de modo a obter-se magnetolipossomas. Foram preparados magnetolipossomas quer aquosos (AMLs), quer sólidos (SMLs), contendo as nanopartículas sintetizadas. Nos magnetolipossomas aquosos, contendo os vários tipos de nanopartículas, foi incorporado um novo potencial fármaco antitumoral, derivado de tienopiridina. Verificou-se que o fármaco é transportado na bicamada lipídica destes nanossistemas e que estes interagem com modelos de membranas celulares (vesículas unilamelares gigantes, GUVs) por fusão. A formação da dupla camada lipídica nos magnetolipossomas sólidos foi provada por ensaios de FRET (transferência de energia de ressonância de Förster), entre lípidos marcados com o doador NBD e o aceitante rodamina. Com a finalidade do desenvolvimento posterior de aplicações em terapêutica do cancro, a capacidade de aquecimento local destes nanossistemas foi testada com recurso a excitação com uma lâmpada de arco de Xénon, tendo-se avaliado a inibição de fluorescência da rodamina incorporada na camada lipídica dos SMLs. Verificaram-se resultados promissores para os SMLs contendo nanopartículas núcleo/coroa de MnFe2O4/Au e os que contêm nanopartículas de MnFe2O4 decoradas com partículas plasmónicas de ouro.Nowadays, nanotechnology has increasingly allowed the development of new techniques and strategies for application in cancer therapy, for example through the use of hyperthermia. Besides, magnetic nanoparticles (MNPs) have shown to be increasingly important in this field, due to their unique characteristics, such as the ability to target a therapeutic site by using an external magnetic field gradient. On the other hand, gold has been used in several studies and in different applications, from the coating of particles to prevent agglomeration, to the evaluation of their potential for local heating in cancer therapy. In addition, other studies showed that gold-coated particles have been able to kill cancer cells. In this work, three different types of nanoparticles were prepared: core-shell nanoparticles, with a manganese ferrite core and gold shell; plasmonic gold nanoparticles decorated with magnetic nanoparticles of manganese ferrite; and magnetic nanoparticles of manganese ferrite decorated with gold nanoparticles. The structural, spectroscopic and magnetic properties of these nanoparticles were evaluated. The prepared particles were incorporated in liposomes, to obtain magnetoliposomes. Both aqueous (AMLs) and solid (SMLs) magnetoliposomes, containing the different synthesized nanoparticles, were prepared. A novel potential antitumor drug, derivative of thienopyridine, was incorporated in the aqueous magnetoliposomes, containing the several types of nanoparticles. It was concluded that the drug is carried in the lipid bilayer of these nanosystems and that the latter interact with models of cell membranes (giant unilamellar vesicles, GUVs) by fusion. For solid magnetoliposomes, the formation of the lipid bilayer was proved by FRET (Förster Resonance Energy Transfer) assays, between lipids labeled with the energy donor NBD and the energy acceptor rhodamine. In order to further development of applications in cancer therapy, the local heating capacity of these nanosystems was tested using excitation with a Xenon arc lamp, the quenching of rhodamine fluorescence incorporated in SMLs lipid layer being evaluated. Promising results were obtained for the SMLs containing core-shell MnFe2O4/Au nanoparticles and for those containing MnFe2O4 nanoparticles decorated with plasmonic gold nanoparticle