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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3953| Bionanorreactores con actividad glucosa oxidasa para la terapia dirigida del cáncer de mama Bionanoreactors with glucose oxidase activity for targeted breast cancer therapy | |
| PEDRO ANTONIO GAMA LOPEZ | |
| Rafael Vázquez Duhalt | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| cáncer de mama, bionanorreactores, glucosa oxidasa, nanopartículas tipo virus o VLPs, efecto citotóxico Breast cancer, Glucose Oxidase (GOx), bionanoreactors, Virus-like nanoparticles, BMV | |
| El cáncer de mama es el tumor maligno más común y una principal causa de mortalidad en mujeres. La evolución de la nanomedicina ha abierto la oportunidad de mejorar las terapias actuales a través del uso de nanopartículas tratamiento eficiente del cáncer y reducir los efectos secundarios. En este proyecto se realizó una preparación de nanopartículas tipo virus (VLPs) catalíticamente activas, constituidas completamente a base de proteínas, para actuar como agente antitumoral contra el cáncer de mama. Su efecto citotóxico fue estudiando in vitro con la línea celular de tumor de mama murino 4T1. Las VLPs catalíticas fueron preparadas mediante el autoensamble de las proteínas de la cápside del virus del mosaico del bromo (BMV) alrededor de la enzima glucosa oxidasa (GOx). La complementariedad de cargas electrostáticas entre la superficie de la enzima GOx y el residuo N-terminal de la CP del BMV fue fundamental para la encapsulación por autoensamblaje, el cual fue modulado variando el pH y la fuerza iónica. Las VLPs catalíticas fueron denominadas bionanorreactores enzimáticos con actividad GOx o VLP-GOx. La actividad catalítica de la enzima GOx tiene el potencial de agotar la glucosa y el oxígeno del ambiente tumoral, además de producir peróxido de hidrógeno generando citotoxicidad. Por otra parte, los bionanorreactores VLP-GOx fueron funcionalizados en su superficie externa con la proteína albúmina sérica humana (HSA) para el direccionamiento especifico a células tumorales. Las propiedades catalíticas de los bionanorreactores VLP-GOx y VLP-GOx@HSA siguieron el modelo de Michaelis-Menten. Los bionanorreactores sin funcionalización y funcionalizados, mostraron un efecto citotóxico en células tumorales 4T1. No obstante, también presentaron actividad citotóxica en la línea celular 293T de riñón embrionario humano, que fue utilizada como modelo de células sanas, pero su efecto fue menor en comparación con las células tumorales. En este caso la funcionalización de los bionanorreactores VLP-GOx con HSA no mostró mejora en el efecto citotóxico. Por otra parte, fue estudiado el efecto de los bionanorreactores a nivel citológico en la línea celular triple negativo MDA-MB-231/eGFP de tumor de mama humano, en donde se observó daño en la morfología y disrupción de la membrana celular probablemente debido a la producción de peróxido de hidrógeno por la actividad GOx y la actividad antioxidante de la catalasa endógena inducida en las células tumorales. Finalmente, el ... Breast cancer is the most common malignant tumor disease and the leading cause of cancer death female. The evolution of nanomaterials science opened the opportunity to improve conventional cancer therapies, enhancing therapy efficiency and reducing side effects. Currently, the antitumoral capacity of different kinds of nanoparticles is intensively studied. Herein, to have an antitumoral agent against breast cancer, protein cages conceived as enzymatic bionanoreactors were designed and produced by using virus-like nanoparticles (VLPs) from Brome Mosaic Virus (BMV) and containing the catalytic activity of glucose oxidase enzyme (GOx). The GOx enzyme was encapsulated into the BMV capsid (VLP-GOx), and the resulting enzymatic nanoreactors were coated with human serum albumin (VLP-GOx@HSA) for breast tumor cell targeting. The enzyme encapsulation was obtained by using the charge complementarity of the surface of the GOx enzyme and the N-terminal residue of the capsid protein (CP) of BMV VLP. The effect of the synthesized GOx bionanoreactors on breast tumor cell lines was studied in vitro. Both bionanoreactor preparations VLP-GOx and VLP-GOx@HSA showed to be highly cytotoxic for breast tumor cell cultures. Nevertheless, cytotoxicity for human embryonic kidney cell line 293T was also found. The monitoring of bionanoreactor treatment on MDA-MB-231/eGFP triple-negative breast cancer cells showed an evident oxygen production by the endogenous catalase antioxidant enzyme induced by the high hydrogen peroxide production from GOx activity. The bionanoreactors containing GOx activity are entirely suitable for cytotoxicity generation in tumor cells. The HSA functionalization of the VLP-GOx bionanoreactor, a strategy designed for selective cancer targeting, showed no improvement in the cytotoxic effect. The GOx containing enzymatic bionanoreactors seems to be an interesting alternative to improve the current cancer therapy. The potential use of enzymatic bionanoreactors with GOx activity for breast cancer treatment is discussed in this work. | |
| CICESE | |
| 2023 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Gama López, P.A. 2023. Bionanorreactores con actividad glucosa oxidasa para la terapia dirigida del cáncer de mama. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 89 pp. | |
| PROPIEDADES DE LOS MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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| tesis_Pedro Antonio Gama López_19 sep 2023_BIB.pdf | Versión completa de la tesis | 17.19 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |