Nanodispensadores de fármacos antitumorales basados en nanotubos de carbono: diseño, evaluación y biocompatibilización

Abstract

RESUMEN: En esta tesis doctoral se estudió el uso de Nanotubos de Carbono (NTCs) como nanodispensadores del fármaco antitumoral 5-Fluorouracilo. Se demostró que al suministrar 5-Fluorouracilo fisisorbido a la superficie de los NTCs, se potencia el efecto citotóxico y antitumoral de dicho fármaco al producirse un doble bloqueo del ciclo celular, actuando los NTCs como una terapia adyuvante a las terapias tradicionales contra el cáncer. Sin embargo, su bio-persistencia representa una amenaza en sus aplicaciones en Nanomedicina. Nuestro siguiente objetivo fue el estudio de la mejora de su biodegradación. Se demostró que al someterlos a pre-tratamientos oxidativos mejoraba su degradación en el interior de macrófagos. Los estudios in vivo demostraron que los nanotubos pre-oxidados siguen manteniendo su efecto antitumoral. Además, se observaron signos de degradación intratumoral 15 días después de su inyección. Por último, se diseñó un sistema más complejo de administración de multi-terapias que aprovecha las excelentes propiedades de los NTCs. Este sistema está basado en un núcleo de sílice mesoporosa y recubierto por NTCs biodegradables, los cuales lo ayudan a escapar del endo-lisosoma y liberar su carga en el citosol, otorgándoles todas las características de un buen sistema de administración de fármacos.

ABSTRACT: In this PhD Thesis, we have studied the use of carbon nanotubes (CNTs) as drug carrier to potentiate the effects of an anticancer drug, 5-Fluorouracil. Our goal was to block the proliferation of cancer cells at two different cell cycle phases, making the resistance phenomena of cancer cell more unlikely. We have demonstrated how CNTs potentiate the cytotoxic and antitumoral effect of 5-Fluorouracil when it is administered physisorbed on their surface. Unfortunately, the bio-persistence of CNTs, represent an issue that relapses their application in Nanomedicine. So, we have studied as the oxidative pre-treatments improve the degradation of CNTs in macrophages. In vivo studies showed that intratumoral injection of oxidized CNTs triggered ca. 30 % solid melanoma tumour growth-inhibitory effects while displaying signs of biodegradation at the tumoral tissue 15 days after the therapy has been applied. We last goal was the design of a multi-therapies delivery system, taking advantage of the properties of the CNTs. This nanoencapsulation system is based on a core of spherical mesoporous silica, covered by biodegradable CNTs, that achieves all the requirements of a good drug delivery system.