Evaluación citotóxica en cáncer de mama con nanocápsulas de extracto de aranto (kalanchoe daigremontiana), elaboradas por nanospray dryer

Abstract

En los últimos años se han reportado diversos trabajos en todo el Mundo, en los cuales se ha demostrado que la Nano medicina es una aplicación de la Nanotecnología para la prevención y tratamiento de patologías con gran impacto en la población mundial y es una de las vertientes más prometedoras en la Ciencia y Tecnología. Diversos trabajos, han reportado resultados con potencial citotóxico, proponiendo la elaboración de nanopartículas con diferentes métodos y materiales, todos ellos con el propósito de ofrecer una mejor y mayor esperanza de vida, en personas que están siendo afectadas por enfermedades mortales, tal como es el caso del Cáncer. El cáncer es la principal causa de muerte tanto en México como en el Mundo; por lo que se han buscado diversas formas, en las que sea posible eliminar o disminuir a las células cancerosas. La Etnomedicina es una ciencia, multidisciplinaria que ha traído consigo un intercambio cultural y de conocimiento que incluye el empleo de plantas con propiedades biológicas, como por ejemplo la capacidad antitumoral; además, que éstas presentan una menor toxicidad y mejor eficacia para el tratamiento del cáncer, comparado con algunos otros fármacos. Se ha elegido, Kalanchoe perteneciente a la familia Crasulaceae, ya que en México se utiliza para tratar el cáncer de una manera tradicional. En este trabajo, fueron estudiadas diferentes fracciones que se obtuvieron del extracto acuoetanolico del Kalanchoe daigremontiana o también conocido como Aranto, (previamente se obtuvieron resultados satisfactorios) de acuerdo con una polaridad decreciente, con la finalidad de evaluar el posible efecto citotóxico en alguna de ellas. El método que se utilizó para obtener diferentes fracciones a partir del extracto acuoetanolico del Aranto, fue la Técnica por Cromatografía Preparativa. La línea celular que se utilizó, fue la de cáncer de mama MDA‐MB‐231 y se realizaron ensayos de viabilidad (ensayo MTT) en las células de cáncer de mama, los cuales indicaron que la fracción 3 del extracto, tuvo el mejor efecto citotóxico comparada con los controles y las otras fracciones, fue el procesado con etanol/ agua en una proporción 3:1, obteniendo un valor IC50 de 69.37 μg/ml al tiempo de 24 h. Se realizaron ensayos de viabilidad, en células normales en línea celular de epitelio mamario MCF10A; en el que también tuvo un efecto citotóxico positivo, teniendo un valor de IC50 de 105.6 μg/ml para el tiempo de 24h. Por lo que se decidió realizar la nanoencapsulación, por el método de secado por aspersión (spray dryer), debido a las ventajas que ofrece en el tamaño y morfología que presenta la nanocápsula al final del proceso, y su presentación como producto final siendo polvos. También, se realizó la caracterización de la Fracción, por técnicas químicas; UV-Vis, FTIR, y por Técnicas cromatográficas de HPLC. Posteriormente, se realizaron 5 formulaciones para obtener nanocápsulas como sigue: 1. Nanocápsulas de PLGA (NPPLGA), esta formulación funciona como control, únicamente es el polímero nanoencapsulado. 2. Nanocápsulas de Extracto Crudo de Aranto (NPEC). 3. Nanocápsulas de Fracción obtenida del Extracto Crudo de Aranto (NPF). 4. Nanocápsulas de Paclitaxel o también conocido como Taxol (NPT). 5. Nanocápsulas de Bufalin (NPB). Una vez que se obtuvieron las nanocápsulas, se realizaron las pruebas pertinentes a la caracterización, para determinar su tamaño, morfología (por SEM) y carga superficial (Potencial Z). Nuevamente se realizaron ensayos de viabilidad usando las dos líneas celulares, cabe mencionar que para el caso de NPF se obtuvieron resultados muy buenos; para los ensayos con la línea MDAMB‐ 231, su IC50 fue de 37.92 μg/ml y para MCF10A el valor de IC50 fue de 582.5 μg/ml lo cual nos indica que no hubo muerte celular significativa, todos los ensayos fueron hechos por triplicado. Por último se determinó la eficiencia de encapsulación y el tiempo de liberación In vitro para cada una de la nanocápsulas, por el modelo matemático propuesto por los autores (Hai Wang, 2011) Estos resultados podrían ser prometedores para trabajos a futuro, ya que sería importante conocer de forma más detallada, cual es la causa por la cual estas nanocápsulas están siendo selectivas entre una línea celular y otra. De esta forma podrían proponerse nuevas formulaciones farmacéuticas en el área de nano medicina y una buena alternativa para combatir diferentes tipos de enfermedades. Abstract In recent years they have reported various jobs around the world, which have shown that Nano medicine is an application of nanotechnology to the prevention and treatment of diseases with great impact on the world population and is one of the slopes most promising in Science and Technology. Various papers have reported results with potential, proposing the development of nanoparticles with different methods and materials, all with the purpose of offering a better and longer life expectancy in people who are being affected by deadly diseases, as is the case Cancer. Cancer is the leading cause of death in Mexico and in the World; so they have sought various ways in which possible eliminate or reduce the cancer cells. Ethnomedicine is a science that has brought multidisciplinary cultural exchange and knowledge which includes the use of plants with biological properties, such as anti-tumor capacity; moreover, they present lower toxicity and improved efficacy for the treatment of cancer, compared to some other drugs. Has been chosen, Kalanchoe crassulaceae belonging to the family, because in Mexico it is used to treat cancer in a traditional way. In this work were studied different fractions that were obtained from acuoetanolico extract of Kalanchoe daigremontiana or also known as Aranto, (previously satisfactory results were obtained) according to a decreasing polarity, in order to assess the possible cytotoxic effect on some of them. The method used to obtain different fractions from acuoetanolico Aranto extract was the technique by preparative chromatography. The cell line used was breast MDA-MB-231 cancer and viability assays (MTT assay) in the cells of breast cancer, which indicated that the fraction 3 extract, had a better cytotoxic effect were made compared with the rest it was processed with ethanol / water in a 3: 1 to give an IC50 value of 69.37 g / ml at 24 h time. Viability tests were performed on normal cells in mammary epithelial cell line MCF10A; which also it had a positive cytotoxic effect, having an IC50 value of 105.6 g / ml for 24h time. So it was decided to nano-encapsulation, by the method of spray drying (spray dryer), due to the advantages in size and morphology that presents the nanocapsules at the end of the process, and its presentation as a final product being powders. Fraction characterization was also carried out, by chemical techniques; UV-Vis, FTIR, and by HPLC chromatographic techniques. Subsequently, five formulations were conducted to obtain nanocapsules as follows: 1. Nanocapsules of PLGA (NPPLGA), this formulation serves as control, is only the nanoencapsulated polymer. 2. Extract Crude nanocapsules Aranto (NPEC). 3. Fraction nanocapsules crude extract obtained from Aranto (NPF). 4. Paclitaxel or Taxol Nanocapsules (NPT). 5. Nanocapsules bufalin (NPB). Once the nanocapsules were obtained evidence relevant to the characterization were performed to determine its size, morphology (SEM) and surface charge (Z potential). Again viability assays were performed using both cell lines, it is noteworthy that for the case of MPN very good results were obtained; for assays with MDA-MB-231 line, its IC50 was 37.92 g / ml and MCF10A the IC50 value was 582.5 mg / ml which indicates no significant cell death, all tests were done by triplicate. Finally encapsulation efficiency and release time in vitro was determined for each of the nanocapsules, by the mathematical model proposed by the authors (Hai Wang, 2011) These results could be promising for future work, since it would be important to know in a more detailed, which is the reason why these nanocapsules are being targeted from a cell line and another. In this way they could be proposed new pharmaceutical formulations in the area of nanomedicine and a good alternative to fight different types of diseases.