La administración de doxorrubicina mediante nanopartículas magnéticas activa la vía intrínseca o mitocondrial de la apoptosis en células de cáncer colorrectal

Abstract

El cáncer colorrectal (CCR) es el tercer tipo de cáncer más frecuente, con una alta tasa de mortalidad por fracaso de los esquemas terapéuticos. La doxorrubicina (DOXO) es un medicamento antitumoral eficiente y funciona como buen adyuvante del CCR metastásico; sin embargo, la mayoría de las células de CCR muestran resistencia a sus efectos. Se observó in vitro que DOXO (1µM) se localiza en el núcleo de las células HCT116, derivadas de CCR. Parte de estas células no mueren y podrían reingresar al ciclo celular, denotando que la línea celular en cuestión presenta cierto grado de resistencia a la DOXO. Actualmente se están estudiando nuevas estrategias para diagnóstico y tratamiento del CCR. Las mismas incluyen el uso de nanopartículas magnéticas (NPMs), que son dispositivos aceptados para fines biomédicos por su baja toxicidad y porque presentan la ventaja de poder ser dirigidas o de disipar calor en respuesta a la aplicación de campos magnéticos externos. Previamente, observamos que NPMs de magnetita, cubiertas con ácido fólico y cargadas con DOXO (MNPs@FA.DOXO) son internalizadas por las células HCT116. Más aun, se registró una mayor disminución del número de células vivas respecto del tratamiento con DOXO libre, incluso en dosis 5 veces menores. La presente contribución se centra en profundizar los estudios sobre la capacidad de MNPs@FA.DOXO (1 µM) de mejorar el efecto antitumoral de DOXO libre (1uM) utilizando el mismo modelo in vitro de CCR. Por microscopía de fluorescencia observamos que MNPs@FA.DOXO, una vez incorporadas por la célula, liberan la droga progresivamente en el citosol y que ésta se va acumulando en el núcleo, eventos que desencadenan la compactación de la cromatina y la aparición de protuberancias citoplasmáticas, ambos cambios morfológicos compatibles con apoptosis celular. El ensayo JC-1 evidenció que la administración de la droga por NPMs y su persistente localización en el citoplasma indujo la disrupción del potencial transmembrana mitocondrial. Por Western Blot se detectó un aumento notable del clivaje de la proteína PARP. Estos últimos hallazgos confirmaron que las células de CCR sufren muerte celular mediante la vía mitocondrial o intrínseca de la apoptosis. El nanosistema también se probó como una herramienta de vectorización in vitro exponiéndolo a los estímulos de un campo magnético estático. Estos ensayos mostraron que las nanopartículas adicionadas al cultivo celular son atraídas hacia la posición exacta del imán, incorporándose a las células adyacentes al mismo. Además, las células más alejadas del imán no fueron prácticamente afectadas en términos de los efectos de DOXO. En este contexto, esta contribución sienta las bases para futuros estudios in vivo y propone a los nanodispositivos aquí estudiados como posibles agentes de direccionamiento de drogas que podrían mejorar los enfoques terapéuticos actuales del CCR.