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Efecto de la radiación ionizante sobre nanopartículas de silicio incorporadas a células tumorales. Un enfoque terapéutico.

La nanotecnología ha revolucionado el área de la investigación en los últimos 15 años. Entre sus diversas disciplinas, la nanobiotecnología se perfila como una de las de mayor impacto debido a sus importantes aplicaciones, especialmente diagnósticas y terapéuticas. Los bionanomateriales de 1-100nm, presentan propiedades fisicoquímicas y funciones novedosas como resultado de su minúsculo tamaño. Estas características los convierten en materiales de potencial utilidad en el estudio de diferentes procesos biológicos, facilitando además el acceso a novedosos abordajes experimentales.

En los últimos años, se ha sugerido que el empleo de nanopartículas (NP) podría contribuir a la eficiencia de la radioterapia absorbiendo los rayos X o gamma de modo de causar daño localizado en el ADN y otras organelas de las células tumorales. La presencia de NP en dichas células conduciría a una generación aumentada de especies reactivas de oxígeno por acción de la radiación ionizante. La ocurrencia de estos efectos sinergísticos puede resultar valiosa para el mejoramiento de las estrategias radioterapéuticas. La aplicación de las NP combinadas con radioterapia apunta a disminuir la dosis total de radiación aplicada a los pacientes que sufren cáncer, con el objeto de minimizar los efectos laterales indeseables de la radiación ionizante. En este sentido, la capacidad de producir especies reactivas por irradiación es una de las propiedades clave de las NP y en particular, las de silicio, son consideradas buenas candidatas para estos usos. Las NP de Silicio (NP-Si) funcionalizadas presentan propiedades luminiscentes definidas, son capaces de formar suspensiones estables en ambientes acuosos y de sufrir interacciones específicas con determinadas moléculas o grupos funcionales. 

En el Instituto IQUIBICEN en Argentina investigan el comportamiento de las NP-Si desnudas y funcionalizadas, incorporadas a células tumorales, cuando son tratadas con radiación ionizante del tipo y dosis empleados en radioterapia, con el objetivo final de emplearlas como agentes radiosensibilizadores. Se están  enfocando en el estudio de la citotoxicidad intrínseca y de las vías de muerte celular desencadenadas por efecto de la radiación. [http://www.iquibicen.fcen.uba.ar/el-instituto]

Fig. 1. Micrografía de TEM a) Micrografía de HRTEM en donde se corrobora la estructura porosa ordenada de las NPsSiO2. b) Imagen de TEM a menor magnificación de las NPsSiO2, c) Análisis químico semicuantitativo por EDS donde se confirma la presencia de oxígeno y silicio únicamente en la muestra, d) histograma del tamaño promedio de poro de las NPsSiO2.

Fig. 2.  Las nanopartículas poliméricas núcleo-coraza constan de tres componentes: una coraza exterior (un polímero que da estabilidad a las sustancias químicas que componen la coraza interior), una coraza interior (que puede estar compuesta por moléculas resistentes al agua) y el núcleo central, que contiene sustancias antimicrobianas o medicamentos anticancerosos. [Boletín de la OIEA, septiembre de 2015 | 27].

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