Internalización y toxicidad de nanopartículas de sílice como vehículo de CRISPR en líneas tumorales de cáncer de mama

Abstract

[ES] El cáncer de mama es el tipo de cáncer más diagnosticado en mujeres y supone su segunda causa de mortalidad. Los tumores de mama triple negativo (TNBC) son aquellos que carecen de expresión para los tres marcadores empleados en diagnóstico: los niveles de expresión de los receptores endocrinos para estrógeno (ER) y progesterona (PgR) y la amplificación de HER2/Neu. Para este tipo tumoral no se dispone de tratamiento específico, por lo que las pacientes presentan una baja tasa de supervivencia. El tratamiento actual se basa en el uso de agentes quimioterapéuticos convencionales. Sin embargo, la resistencia a los fármacos supone un grave perjuicio en los pacientes con TNBC. La evasión de la apoptosis es una de las características principales del cáncer. Uno de los mecanismos que permiten a la célula tumoral evadir la apoptosis es la alteración en la regulación de la familia de proteínas BCL-2. De hecho, algunos inhibidores de esta familia de proteínas se encuentran actualmente en ensayos clínicos para su uso en cáncer de mama. La molécula ABT-263, también conocida como navitoclax, es capaz de inhibir la interacción entre proteínas proapoptóticas y antiapoptóticas pertenecientes a esta familia, induciendo muerte celular. No obstante, ya se ha demostrado que las células sometidas a tratamientos continuos con esta droga desarrollan resistencias ligadas a la sobreexpresión de la proteína Mcl-1, un miembro de la familia antiapoptótica con el que esta droga no interacciona. El sistema CRISPR/Cas9 es una técnica de edición génica basada en la rotura de la doble cadena de DNA, mediada por la nucleasa Cas9. La hipótesis de este trabajo sostiene que la edición génica de Mcl-1 permitirá la sensibilización de las células resistentes a navitoclax. Para la liberación conjunta del sistema CRIPR/Cas9 y la droga navitoclax se utilizarán nanopartículas de sílice mesoporosas. Las propiedades de estas nanopartículas explican su gran capacidad de carga y la posibilidad de ser dirigidas a los tejidos con interés terapéutico, evitando la liberación prematura del cargo. Además, su gran estabilidad las hace transportadores ideales para moléculas sensibles como el DNA. Los principales objetivos de este trabajo son la evaluación de la biocompatibilidad y la internalización de las nanopartículas de sílice, como vehículo para el sistema CRISPR/Cas9, en líneas tumorales de cáncer de mama triple negativo.

[EN] Breast cancer is the most diagnosed type of cancer in women and its second cause of mortality. Triple negative breast cancers (TNBC) lack the expression of the three markers used in diagnosis: the levels of expression of the endocrine receptors for estrogen (ER) and progesterone (PgR) and the amplification of HER2 / Neu. For this tumor type, no specific treatment is available, therefore, patients present a low survival rate. Current treatment is based on conventional chemotherapeutic agents. However, drug resistance is a serious detriment in TNBC patients. Evasion of apoptosis is one of the hallmarks of cancer. One of the mechanisms that allow the tumor cell to evade apoptosis is the alteration in the regulation of the BCL-2 family of proteins. In fact, some inhibitors for such family are at present in clinical trials for its use in breast cancer. The molecule ABT-263, also known as navitoclax, can inhibit the interaction between the propapoptotic and antiapoptotic proteins belonging to this family, inducing cell death. Nevertheless, it has been shown that cells under frequent treatments with such drug develop resistances linked to the upregulation of Mcl-1 protein, one of the antiapoptic members, unable to interact with the drug. CRISPR/Cas9 system is a genomic edition technique based on DNA double-stranded breaks, mediated by Cas9 nuclease. The project hypothesis supports that genomic edition of Mcl-1 protein will allow the sensitization of the navitoclax resistant cells. For the combined release of both CRISPR/Cas9 system and navitoclax mesoporous silica nanoparticles would be used. The properties of such nanoparticles explain their high loading capacity and the possibility of being targeted to the tissues of therapeutic interest, while avoiding the premature cargo release. Moreover, its high stability makes them an excellent carrier for soft molecules, such as DNA. The main objectives of this project are the assessment of the biocompatibility and internalization of the mesoporous silica nanoparticles, as CRISPR/Cas9 nanocarriers, in triple negative breast cancer.