"Magnetically triggered multidrug release by hybrid mesoporous silica nanoparticles". A. Baeza, E. Guisasola, E. Ruiz-Hernández, M. Vallet-Regí. CHEMISTRY OF MATERIALS. IN PRESS. DOI: 10.1021/cm203000u
The treatment of complex diseases such as cancer pathologies requires
the simultaneously administration of several drugs in order to improve
the effectiveness of the therapy and overwhelm the defensive mechanisms
of tumor cells, responsible of the apparition of multidrug resistance
(MDR). In this manuscript, a novel nanodevice able to perform remotely
controlled release of small molecules and proteins in response to an
alternating magnetic field has been presented. This device is based on
mesoporous silica nanoparticles with iron oxide nanocrystals
encapsulated inside the silica matrix and decorated on the surface with a
thermoresponsive copolymer of poly(ethyleneimine)-b-poly(N-isopropylacrylamide)
(PEI/NIPAM). The polymer structure has been designed with a double
purpose, to act as temperature-responsive gatekeeper for the drugs
trapped inside the silica matrix and, on the other hand, to retain
proteins into the polymer shell by electrostatic or hydrogen bonds
interactions. The nanocarrier traps the different cargos at low
temperatures (20 °C) and releases the retained molecules when the
temperature exceeds 35–40 °C following different kinetics. The ability
to remotely trigger the release of different therapeutic agents in a
controlled manner in response to a nontoxic and highly penetrating
external stimulus as alternating magnetic field, along with the synergic
effect associated to hyperthermia and chemotherapy, and the possibility
to use this nanocarrier as contrast agent in magnetic resonance
imagining (MRI) convert this nanodevice in an excellent promising
candidate for further studies for oncology therapy.
El tratamiento de enfermedades complejas, como lo son las patologías cancerosas, requiere de la administración simultánea de varios fármacos con el objetivo de mejorar la eficacia de la terapia y de apabullar los mecanismos de defensa de las células cancerosas, responsables de la aparición de la resistencia a multifármacos (MDR). En este texto se presenta un nanodispositivo novedoso capaz de realizar remotamente, como respuesta a un campo magnético alterno, la liberación controlada de proteínas y de pequeñas moléculas. El dispositivo se basa en nanopartículas mesoporosas de dióxido de silicio, que encapsulan nanocristales de óxido de hierro, y cuya superficie está decorada con un copolímero sensible a la temperatura de poli(etilenimina)-b-poli(N-isopropilacrilamida) (PEI/NIPAM). La estructura del polímero está diseñada para cumplir dos propósitos distintos: funcionar como una compuerta sensible a la temperatura para los fármacos atrapados dentro de la matriz de dióxido de silicio y, por otro lado, para retener proteínas en la capa polimérica por medio de enlaces de hidrógeno o de interacciones electrostáticas. El nanoportador atrapa a los distintos cargamentos a una temperatura baja (20°C) y libera las moléculas retenidas cuando la temperatura sobrepasa los 35-40°C, siguiendo diversas cinéticas. La capacidad de disparar remótamente y de manera controlada la liberación de distintos agentes terapéuticos, como respuesta a un estímulo externo no tóxico y de alta penetración (como lo es un campo magnético alterno), aunada al efecto sinérgico asociado a la hipertermia y a la quimioterapia, y a la posibilidad de usar el nanoportador como un agente de contraste en imagenología de resonancia magnética (MRI), convierten a este nanodispositivo en un excelente candidato para posteriores estudios dedicados a la terapia oncológica.
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