Los señales 5G pueden activar cargas virales útiles de las vacunas

Nanoterapia electrosensible bajo demanda controlada a distancia basada en óxido de grafeno modificado con aminas para la administración sinérgica de fármacos duales

Octubre 19, 2023 - 10:19
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Los señales 5G pueden activar cargas virales útiles de las vacunas

Este estudio se centra en el desarrollo de un nuevo sistema de nanopartículas de óxido de grafeno (GO) sensible al campo eléctrico para la administración de fármacos bajo demanda. Hoy en día, GO es una opción atractiva adoptada en diversas aplicaciones biológicas por sus características exclusivas, como flexibilidad, conductividad, rentabilidad y naturaleza sensible a estímulos externos. Es habitual utilizar múltiples fármacos en el tratamiento del cáncer. Este tipo de terapia tiene menos efectos secundarios, resistencia a los medicamentos y es más eficaz que utilizar un solo medicamento. Este estudio tiene como objetivo determinar la liberación de fármacos duales controlados por bajo voltaje (aspirina y doxorrubicina) de la superficie de GO.

Aquí, hemos demostrado cómo controlar la tasa de liberación de fármacos de forma remota con un práctico teléfono móvil, con cero liberación pasiva en tiempo de inactividad. Además, el estudio se centró en estimar la sinergia de la aspirina con la doxorrubicina en el mecanismo de liberación de GO en presencia de voltaje externo, utilizando el método espectroscópico. Además, observamos actividad antitumoral sinérgica inducida por aspirina y doxorrubicina en MDA-MB 231 (célula de cáncer de mama) in vitro. Por lo tanto, nuestro estudio presenta una noble combinación de aspirina y doxorrubicina que podría utilizarse para la administración de fármacos a demanda controlada a distancia para el tratamiento del cáncer de mama triple negativo, utilizando GO como portador.

Introducción

Durante los últimos años, los materiales que responden a estímulos han revolucionado el mundo de la biomedicina y la biotecnología. Los agentes terapéuticos pueden ser liberados de los sistemas de administración de fármacos que responden a estímulos por muchos factores endógenos como la temperatura, el pH, biomoléculas como las enzimas, etc. [[1], [2], [3], [4]]. Sin embargo, en este proceso, el principal reto es localizar el fármaco en un tejido enfermo en particular, pero no en el tejido sano, especialmente cuando la diferencia entre estos tejidos es bastante insignificante; por lo tanto, plantea la posibilidad de una liberación fuera del objetivo. Por el contrario, todos estos obstáculos pueden ser superados mediante la introducción de factores exógenos como el campo magnético, la luz, el calor, el voltaje que están totalmente separados de la fisiología del paciente y pueden administrar el fármaco de una manera más controlada y precisa en la región objetivo [5,6].

Los sistemas de administración de medicamentos bajo demanda que administran medicamentos de acuerdo con las necesidades de los pacientes han atraído una atención significativa, ya que han reducido los riesgos y las complicaciones involucradas. Muchos materiales inteligentes se utilizan para la administración de fármacos a demanda utilizando sus respuestas a diversas estimulaciones, como la temperatura, la luz ultravioleta, la estimulación magnética y eléctrica. Estos materiales tienen menos efectos secundarios y pueden desencadenar la liberación del fármaco al imponer los estímulos mencionados anteriormente.

La reducción de los efectos secundarios de los medicamentos contra el cáncer, la mejora del efecto terapéutico y la bioimagen son tareas difíciles y, por lo tanto, se dirigió un esfuerzo constante para superar todos estos desafíos. Como resultado, en los últimos días se han diseñado e introducido numerosos nuevos portadores de fármacos. Entre estos nuevos y prometedores portadores de fármacos, el óxido de grafeno (GO) ha sido ampliamente utilizado debido a su alta biocompatibilidad con una alta capacidad de carga de fármacos. GO es un sp bidimensional2 alótropos de carbono monoatómicos hibridados con grupos funcionales epoxi, hidroxilo y carboxilo en su plano basal y bordes [7,8]. Una gran cantidad de superficie disponible, una estructura conjugada p y las interacciones de Van der Waals del GO lo convierten en un excelente portador de fármacos [9,10].

El GO está bien disperso en una solución acuosa debido a la presencia de grupos hidroxilo, carboxilo y epoxi, que mejoran significativamente la unión interfacial dentro de los componentes y transfieren la tensión de manera eficiente. Estas ventajas hacen que el GO sea un material nanocompuesto extremadamente potencial como portador de fármacos en el campo [11,12] de la biomedicina y la biotecnología, a la vez que se combina con un polímero o una matriz inorgánica [13,14].

En el presente estudio, nuestra estrategia consiste en desarrollar un nanocompuesto de óxido de grafeno (NGO) funcionalizado con dos moléculas farmacológicas diferentes: uno es un fármaco anticancerígeno común para el cáncer de mama, la doxorrubicina (DOX), y otro es un fármaco antiinflamatorio no esteroideo, ácido acetilsalicílico o aspirina (ASP). Se ha observado que los pacientes con cáncer que toman un suplemento de ASP tienen un riesgo reducido de cáncer y una supervivencia general más prolongada que los que no lo hacen [15,16]. El ASP es un medicamento antiinflamatorio que se usa con mayor frecuencia para tratar enfermedades inflamatorias. La relación entre la inflamación crónica y el cáncer [17,18] indica que la ASP puede ser eficaz contra el cáncer. Los efectos anticancerígenos de la ASP ya se han establecido en el cáncer colorrectal [19,20], el cáncer de esófago [21], el cáncer gástrico [22], el cáncer de hígado [23] y el cáncer de páncreas [24].

Planteamos la hipótesis de que una combinación de ASP y DOX (ASDO) podría aumentar el efecto anticancerígeno en el tratamiento del cáncer de mama. Por lo tanto, este estudio está diseñado para determinar si las propiedades citotóxicas de ASDO son sinérgicas cuando se usan juntas en la línea celular MDA-MB 231 (línea celular de cáncer de mama triple negativo epitelial humano, TNBC), in vitro.

En este trabajo, hemos demostrado que la tasa de crecimiento de las células se reduce cuando se tratan con ASDO en comparación con las células tratadas con DOX solo.

Tras la aplicación de estímulos externos, muchos materiales son capaces de liberar fármacos. Sin embargo, la mayoría de ellos necesitan instrumentos sofisticados, excepto la estimulación eléctrica. La administración electroestimulada de fármacos ha atraído la atención debido al bajo costo, la facilidad y la portabilidad del equipo de control, lo que lo hace manejable para aplicaciones personalizadas [6,25]. En este estudio, utilizamos el NGO como material electrosensible para administrar fármacos de forma controlable. En este estudio, la ONG se modifica primero con un grupo amina para funcionalizarla con ASP. Esta ONG modificada con marcado ASP se utiliza para cargar el fármaco anticancerígeno DOX. A continuación, esta ONG cargada de fármacos pasa a través de la estimulación eléctrica externa controlada por el móvil, que desencadena la liberación de ambos fármacos (ASP y DOX). Nuestro estudio estimó el voltaje necesario en la liberación de DOX de la ONG. La liberación de ASP es otro aspecto que se ha investigado aquí bajo la influencia de la estimulación eléctrica. El efecto sinérgico de ASP obliga al DOX a liberar más.

Se han realizado varios informes sobre el uso del sistema de administración de fármacos duales base GO para el tratamiento del cáncer debido a la alta biodisponibilidad, los bajos efectos secundarios sistémicos y la rica superficie de sitios de modificación funcional [26]. La mayor parte del fármaco puede liberarse de forma controlada, lo que evita la liberación fuera del objetivo y mejora la eficacia de la terapia [27,28]. Sin embargo, varias deficiencias en el sistema dual de administración de fármacos limitan sus aplicaciones: (1) la fuga de fármacos puede estimularse fácilmente durante la administración del fármaco desde el torrente sanguíneo hasta los orgánulos tumorales; (2) Los fármacos liberados en el citoplasma no tienen orgánulos diana, lo que puede influir en el efecto de la terapia. Por lo tanto, para erradicar estos problemas, la fuga de fármacos debe tener cuidado en el sistema de administración dual de fármacos. No obstante, nuestra investigación evaluó si existe o no una liberación pasiva.

Aunque se han realizado varios trabajos sobre la administración de fármacos electroestimulados utilizando grafeno como material base, la administración de fármacos duales electroestimulados es rara en el campo de la investigación de la administración de fármacos. Esta es la primera vez que hemos utilizado ASP y DOX como un fármaco modelo que puede ser administrado simultáneamente por voltaje externo. También hemos demostrado cómo se pueden administrar fármacos hidrófilos (ASP) e hidrofóbicos (DOX) mediante el uso de una única plataforma de administración. No solo eso, el uso de estos medicamentos duales tiene diferentes ventajas. En primer lugar, hemos observado que en presencia de ASP la liberación de DOX aumentó varias veces, lo que es beneficioso para el tratamiento del cáncer. En segundo lugar, la presencia de ASP con DOX aumenta la activación de las enzimas caspasas 3, 8 y 9, que son responsables de la inducción de la apoptosis en las células HepG2.

Por lo tanto, nuestro objetivo en este estudio fue (i) darnos cuenta de la efectividad de ASP en la liberación de DOX a partir de GO modificado en presencia de voltaje externo, (ii) examinar nuestro sistema para la administración de fármacos a demanda tanto para ASP como para DOX, (iii) cómo se puede prevenir el problema de liberación pasiva de un sistema de administración dual de fármacos sintetizado, y (iv) finalmente, Realización de un estudio celular para verificar la eficacia de la liberación del fármaco en presencia del voltaje externo y comprender la importancia de la ASP en la captación del fármaco por parte de la célula cancerosa. Por lo tanto, nuestro trabajo presenta un excelente sistema de administración dual de fármacos en presencia y ausencia de voltaje de CC, que puede ser extremadamente útil para la administración de fármacos controlada bajo demanda en la célula cancerosa.

Fragmentos de sección

Materiales

El nanopolvo de grafito se compró a los laboratorios de investigación de Sisco (SRL, India). La etilendiamina (EDA), el clorhidrato de N-(3-dimetilaminopropil-N′-etilcarbodiimida) (EDC-HCl), la N-hidroxiuccinimida (NHS) y la membrana de diálisis (MWCO 2000) se compraron a Sigma-Aldrich Company. De HiMedia (India), se compró ácido 2-(N-morfolino) etano sulfónico (tampón MES). La doxorrubicina (DOX) y la ASP se obtuvieron de Sigma Aldrich. A lo largo de nuestro estudio, hemos utilizado todos los reactivos de reactivo analítico

Resultados y discusión

Las propiedades estructurales y fisicoquímicas del grafito y del NGO determinan el color de su dispersión en el agua. Después de 0,5 h de sonicación, las partículas negras eran visibles en la dispersión del grafito. Aquí, la mayoría de las partículas de grafito precipitaron después de 0,5 h. Por otro lado, se forma un color amarillo negruzco para NGO oxidado individualmente. Después de 2 h, una buena cantidad de partículas GO se precipitaron en una situación de inactividad. Pero para el NGO doblemente oxidado, obtuvimos un color amarillo transparente y homogéneo

Actividad anticancerígena

La actividad anticancerígena in vitro del nanocompuesto preparado se evaluó mediante la realización de un ensayo MTT (Fig. 9a). En este estudio, hemos evaluado la actividad anticancerígena de la nanomedicina con o sin aplicación de estimulación eléctrica y comparada con DOX libre. Muy interesantemente, GO-NH-ASP-DOX con campo eléctrico de 2,7v ha mostrado una actividad anticancerígena superior, mientras que el DOX libre ha mostrado su patrón de toxicidad convencional [38], y el nanocompuesto GO-NH-ASP-DOX también ha mostrado una toxicidad mínima

Conclusión

En conclusión, hemos demostrado aquí que la ONG se puede utilizar como un agente de administración de fármacos dual, y la liberación de fármacos puede controlarse mediante un voltaje externo. Para aprovechar el efecto sinérgico de ASP y DOX, modificamos el NGO y le añadimos dos fármacos. Nuestro dispositivo de control remoto fabricado en laboratorio liberó de manera eficiente el medicamento contra el cáncer. El proceso de liberación se puede encender y apagar fácilmente con un teléfono móvil cambiando el voltaje de polarización. Aquí, la liberación de DOX de una ONG bajo la influencia de...

Fuente: Science direct

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