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Estudio y caracterización de puntos cuánticos para teragnosis del cáncer de mama triple negativo
Study and characterization of quantum dots for theranostics of triple-negative breast cancer
Hugo Javier Velazquez Castillo
Patricia Juárez Camacho
GUSTAVO ALONSO HIRATA FLORES
Acceso Abierto
Atribución
TNBC, CQDs, Teragnosis, Pez cebra, Microscopía
TNBC, Carbon Quantum Dots, Theranostics, Zebrafish, Light Sheet Microscopy
El cáncer de mama triple negativo (TNBC) es un subtipo de cáncer de mama altamente agresivo caracterizado por la falta de receptores hormonales y la ausencia de amplificación del gen HER2, lo que limita las opciones de tratamiento, ya que no responde a terapias dirigidas a estos receptores. Este estudio explora los puntos cuánticos de carbono (CQDs) como nanomateriales innovadores para la teragnosis del TNBC. Los CQDs fueron sintetizados mediante un método hidrotermal y funcionalizados con ácido zoledrónico para mejorar sus propiedades biomédicas. Se confirmaron sus propiedades ópticas y funcionalización mediante fotoluminiscencia y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para asegurar su eficacia y estabilidad en aplicaciones biológicas. La espectroscopía de fotoelectrones de rayos-X (XPS) indicó cambios en la composición elemental después de la funcionalización, demostrando la incorporación exitosa del ácido zoledrónico. La microscopía electrónica de transmisión (TEM) mostró nanopartículas de 4 nm, confirmando su tamaño adecuado para la penetración celular y la estabilidad en el entorno biológico. La internalización y distribución intracelular efectiva de los CQDs en una línea celular de TNBC fue demostrada mediante microscopía confocal. Los ensayos de MTT y de cierre de heridas mostraron que los CQDs impactaron significativamente la proliferación celular e inhibieron la migración celular, sugiriendo su potencial como agentes terapéuticos. Estudios in vivo con un modelo de pez cebra resaltaron su potencial para aplicaciones de imagen in vivo, y la microscopía de fluorescencia de hoja de luz reveló que las nanopartículas presentan afinidad por el hueso. Ensayos de biocompatibilidad mostraron efectos dosis-dependientes. Estos resultados destacan el potencial de los CQDs como nanomateriales multifuncionales en aplicaciones biomédicas, subrayando su importancia en el desarrollo de aplicaciones teragnósticas para el TNBC.
Triple-negative breast cancer (TNBC) is an aggressive form of breast cancer lacking hormonal receptors and HER2 gene amplification, limiting treatment options as it does not respond to conventional targeted therapies. This study focuses on the characterization of carbon quantum dots (CQDs) for their use in the theragnosis of TNBC. CQDs were synthesized by a hydrothermal method and functionalized with zoledronic acid to target them primarily to bone because TNBC cells tend to metastasize primarily to bone. The optical properties and functionalization of the CQDs were confirmed by photoluminescence and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectroscopy, ensuring their effectiveness and stability for biological applications. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) demonstrated changes in elemental composition after functionalization, indicating the successful incorporation of zoledronic acid. Transmission Electron Microscopy (TEM) revealed that the nanoparticles were 4 nm in size, suitable forcellular penetration and stability. Confocal microscopy showed effective uptake and intracellular distribution of CQDs in TNBC cell lines. MTT and wound healing assays indicated that QDs significantly affected viability and inhibited migration, highlighting their potential as therapeutic agents. In vivo studies using a zebrafish model exhibit their potential for live imaging, and light sheet fluorescence microscopy demonstrated the nanoparticles' affinity for bone tissue. Biocompatibility tests in zebrafish embryos revealed dose-dependent effects. These results show that the CQDs synthesized and characterized in our laboratory have high potential in vitro and in vivo as multifunctional nanomaterials in biomedical applications, underlining their importance in the development of theragnostic applications for TNBC.
CICESE
2024
Tesis de maestría
Español
Velazquez Castillo, H.J. 2024. Estudio y caracterización de puntos cuánticos para teragnosis del cáncer de mama triple negativo. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 52 pp.
OTRAS
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