Efectos de la incorporación y distribución intracelular de nanopartículas de oro sobre las propiedades biomecánicas de la membrana plasmática de células de carcinoma mamario humano Pubblico Deposited
Gold nanoparticles (AuNP) play an important role against breast cancer while serving as an excellent marker for early diagnosis, chemotherapy drugs and genes regulator. Understanding the interaction of AuNP with the cell surface and changes in the biomechanical properties of the plasma membrane of cancer cells is essential for the proper development of an efficient drug delivery system. In this study the Atomic Force Microscopy (AFM) was used to assess the changes that occur on the surface of the plasma membrane of cells of human breast carcinoma MCF-7 effect on incorporating AuNP naked 20 nm in diameter and Confocal Laser Scanning microscopy (CLSM) was used to monitor the intracellular distribution of nanoparticles. Results showed that MCF-7 cells incubated with AuNP to a sublethal concentration of 80 µg/mL (maximum concentration that showed effects on cell morphology without causing the death of cells according to data obtained from the analysis of viability) at different times, they showed an increase in surface roughness, whereas cells incubated with the control showed no significant changes in roughness. The effects of changes in the biomechanical property of the plasma membrane were observed with greater intensity at 12 h of incubation. Meantime, the LSCM showed the location of AuNP formed in clusters within the cell by determining spectral analysis nanoparticles emit 623 nm fluorescence signal in the wavelength. Through thus spectral analysis was possible to monitor the intracellular distribution of AuNP showing that at 6 h are dispersed in the cytoplasm while for 12 h are found in the nuclear periphery and for 24 h destabilization is cause of core. Z-stak analysis showed that from 6 h several agglomerates AuNP managed internalized into the nucleus proposing that the accumulation over time of exposure (24 h) generating organelle irreversible damage. Based on these results it is concluded changes in the roughness of the plasma membrane of the cells is due to constant interaction with AuNP being incorporated via endocytosis and a process of excretion or exocytosis.
Las nanopartículas de oro (AuNP) juegan un papel importante contra el cáncer de mama al servir como un excelente marcador de diagnóstico temprano, transportador de quimiofármacos y y regulador de la expresión de diferentes genes. Por lo cual comprender la interacción de las AuNP con la superficie celular y las modificaciones en sus propiedades biomecánicas de la membrana plasmática de las células cancerosas es esencial para el desarrollo de un eficiente sistema liberador de fármacos. En este estudio se empleó la Microscopia de Fuerza Atómica (AFM por sus siglas en inglés) para evaluar los cambios que suceden en la superficie de la membrana plasmática de células de carcinoma mamario humano MCF-7 por efecto de la incorporación de AuNP desnudas de 20 nm de diámetro y la Microscopía Confocal de Barrido Laser (CLSM por sus siglas en inglés) para monitorear la distribución intracelular de dichas nanopartículas. Los resultados demostraron que las células MCF-7 incubadas con AuNP a una concentración subletal de 80 µg/mL (concentración máxima que mostró efectos sobre la morfología celular sin llegar a ocasionar la muerte de las mismas, esto con base a los datos obtenidos en el análisis de viabilidad) a diferentes tiempos de exposición, mostraron incremento en la rugosidad superficial, mientras que las células incubadas solo con el vehículo (agua ultrapura) no mostraron cambios significativos en la rugosidad. Los efectos sobre esta propiedad biomecánica de la membrana plasmática se observaron con mayor intensidad a las 12 h de incubación. Por otra parte, la CMLS mostró la localización de las AuNP conformadas en conglomerados (clústeres) en el interior celular mediante el análisis espectral determinando que las nanopartículas emiten señal fluorescente a 623 nm de longitud de onda. A través de estos datos del análisis espectral fue posible monitorear la distribución intracelular de las AuNP mostrando que a las 6 h se encontraban dispersas en el citoplasma mientras que para las 12 h se localizaron en la periferia nuclear y para las 24 h provoca desestabilidad del núcleo. El análisis de Z-stak mostró que a partir de las 6 h varios conglomerados de AuNP lograron internalizarse en el núcleo lo cual sugiere la acumulación después de las 24 h de exposición provocando daño irreversible del organelo. Basados en estos resultados se concluyo que los cambios en la rugosidad de la membrana plasmática de la células cancerosas se asocian a la incorporación de las AuNP a través de los procesos de endocitosis y exocitosis para la excreción.
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