Terapia contra el cáncer basada en la biomimética de los nanotubos de carbono con los filamentos celulares

Abstract

RESUMEN: El cáncer es una de las principales causas de mortalidad en todo el mundo. La gran heterogeneidad de las células cancerígenas y su resistencia genética a la quimioterapia son dos de los problemas más importantes para su tratamiento. En este sentido, la Nanomedicina proporciona alternativas completamente diferentes a las terapias antineoplásicas tradicionales. El tamaño de los nanomateriales les confiere propiedades físico-químicas y biológicas únicas, haciendo que tengan aplicaciones muy variadas entre las que destacan el diagnóstico y el tratamiento del cáncer. Los nanotubos de carbono son nanomateriales unidimensionales que poseen características similares a determinados filamentos del citoesqueleto celular con los que interaccionan. Esta tesis doctoral estudia el modelo de interacción biosintética entre los microtúbulos y los nanotubos de carbono a nivel celular y demuestra sus efectos anti-proliferativos, anti-migratorios y citotóxicos en células cancerígenas humanas in vitro. Además, desarrolla un modelo de órgano tumoral murino, fácilmente identificable, cuantificable y reproducible para probar los efectos antineoplásicos de los nanotubos de carbono, así como los efectos sinérgicos antitumorales de los nanotubos de carbono con quimioterápicos clásicos como el taxol® in vivo.

ABSTRACT: Cancer is a chief cause of death worldwide. Two of the greatest challenges in cancer treatment are cancer cellular heterogeneity and chemotherapy resistance. In this sense, Nanomedicine provides new alternatives to traditional anticancer therapies. Nanomaterials display unique physical, chemical and biological properties that can be exploited in medical applications, the most prominent being diagnosis and treatment of cancer. Carbon nanotubes are one-dimensional nanomaterials that have share many properties with some cellular cytoskeletal filaments. This thesis describes the biosynthetic relationship and interaction between carbon nanotubes and microtubules at the cellular level and demonstrates the anti-proliferative, anti-migratory and cytotoxic effects of carbon nanotubes in human cancer cells. In addition, a fast, reliable and reproducible murine model has been generated for study of the antineoplastic effects of carbon nanotubes and the synergic antitumor effects of carbon nanotubes with traditional chemotherapeutic agents such as Taxol® in vivo.