Desenvolvimento de nanopartículas bimetálicas funcionalizadas com fotosensibilizador para aplicação em terapia fotodinâmica

Abstract

A terapia fotodinâmica (TFD) tem sido amplamente investigada para tratamento do câncer e por sua ação antimicrobiana. Essa terapia baseia-se na fotooxidação de compostos biológicos no tecido alvo, sendo necessária a presença de um fotossensibilizador (FS), capaz de gerar espécies reativas de oxigênio ao receber radiação luminosa em um comprimento de onda apropriado. Os FS podem ser conjugados às nanopartículas (NPs) de modo a aumentar a especificidade de ação do fármaco. Dentre as diversas NPs que podem ser funcionalizadas com esses agentes estão as NPs metálicas, com aplicações em terapias para tratamento do câncer, fototermia e agentes de diagnósticos, além de apresentarem propriedades antibacterianas e antifúngicas. Neste trabalho foi proposto desenvolver NPs bimetálicas, funcionalizadas com os FS azul de metileno (AM) e azul de toluidina (AT) com o intuito de aumentar a fotoatividade, auxiliar no combate a possíveis infecções e aprimorar o direcionamento tumoral. Foram sintetizadas e caracterizadas as NPs de ouro (AuNPs), prata (AgNPs) e bimetálicas de ouro e prata na estrutura core-shell (Au@Ag, Ag@Au NPs) e liga mista (AuAgNPs) e de ouro e platina (AuPtNPs). Dentre todas as NPs testadas, as AuPtNPs e AuNPs foram as NPs com menor citotoxicidade na ausência de irradiação portanto foram selecionadas para funcionalização com AM e AT. Os ensaios de viabilidade celular demostraram que AuNPs e AuPtNPs foram capazes de diminuir a citotoxicidade do AM na ausência de irradiação enquanto aumentaram a citotoxicidade sob irradiação. Para o AT, as NPs levaram à diminuição da fotoatividade, provavelmente por induzirem a desativação do AT sob irradiação. Assim, considerou-se que os sistemas de AuNPs e AuPtNPs com AM podem ser promissores para uso em TFD enquanto que o uso de AuPtNPs com AT pode ser promissor como agente antimicrobiano na ausência de irradiação.

NP-responsive systems designed to deliver drugs in an organized and controlled manner can respond to a tumor's specific environments and still synergistically deliver multiple drugs addressed to tumors that are resistant. An alternative therapy that is already used for diagnosis and treatment of cancer is photodynamic therapy (PDT), this therapy is based on the photooxidation of biological compounds in the target tissue. The presence of a photosensitizer is necessary, capable of generating toxic species of oxygen when receiving light radiation at an appropriate wavelength. Photosensitizing agents (PS) can be conjugated to nanoparticles in order to increase the specificity of drug action. Among the various NPs that can be sensitized with these agents are metallic NPs, with applications in therapies for cancer treatment, hyperthermia and diagnostic agents, in addition to having antibacterial and antifungal properties. In this work, it was proposed to develop bimetallic NPs, functionalized with methylene blue (AM) and toluidine blue (AT) photosensitizers in order to increase photoactivity, help fight possible infections and improve tumor targeting. AuPtNPs were then synthesized, characterized and then tested at various concentrations in the cell viability assay. The best concentration (50M) was chosen for the functionalization with AM and AT, the cell viability assays showed an interesting behavior for application in PDT, where cell viability in the absence of irradiation is relatively high and there is a reduction in viability when irradiated . However, the AuPtNPs – AT group showed an increase in cell viability when irradiated, different from free AT. Hyperthermia assays could confirm that the association of AuPt NPs to FS acted as photocatalysts, and instead of stimulating the production of ROS, it degraded AT, when irradiated, generating an increase in cell viability in this group. In addition to the performed analyses, complementary studies are proposed to improve knowledge about the behavior of synthesized NPs.