Síntese e caracterização de nanopartículas vetorizadas para células tumorais com possível aplicação na entrega controlada de fármacos

Abstract

A funcionalização de nanopartículas magnéticas de óxido de ferro revestidas com ouro (NPs OF@Au) e de nanopartículas de ouro (NPs Au) com péptidos cíclicos contendo a sequência Arginina-Glicina-Ácido aspártico (RGD) permite a entrega seletiva dessas nanopartículas na superfície de células, nomeadamente células tumorais, que sobre-expressam a integrina αvβ3. Neste trabalho é reportada a síntese de três novos péptidos lineares e de dois novos péptidos cíclicos com a sequência RGD. Estes compostos foram preparados utilizando uma combinação de síntese peptídica em fase sólida (SPPS) e em solução. A SPPS foi efetuada usando uma resina de cloreto de 2-clorotritilo, uma estratégia Fmoc (9-fluorenilmetoxicarbonilo) e os grupos protetores benziloxicarbonilo (Z), terc-butilo (tBu) e 2,2,4,6,7-pentametildi-hidrofurano-5-sulfonilo (Pbf) para as cadeias laterais da lisina, ácido aspártico e arginina, respetivamente. Um dos péptidos lineares foi ciclizado, após acoplamento com o ácido hexinóico e com a propargilamina, utilizando uma reação de cicloadição 1,3-dipolar de Huisgen e uma bis-azida aromática. O péptido GRGDfKG foi ciclizado através da formação de uma ligação amida entre o terminal amina e o terminal ácido carboxílico - ciclização head-to-tail. As nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (NPs OF) foram preparadas por recurso ao método de co-preciptação de cloretos de ferro (II) e de ferro (III) em meio alcalino. O revestimento das nanopartículas magnéticas de óxido de ferro com ouro (NPs OF@Au) foi efetuado utilizando boro-hidreto de sódio como agente redutor e um sal de ouro. Prepararam-se ainda nanopartículas de ouro (NPs Au) aplicando dois métodos de preparação distintos envolvendo a redução de cloreto de sal de ouro. Algumas das nanopartículas preparadas neste trabalho foram caracterizadas por um conjunto de técnicas tais como a dispersão dinâmica de luz (DLS), a microscopia eletrónica de varrimento (SEM), a espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e a espectroscopia de ultravioleta-visível (UV-Vis). A funcionalização das nanopartículas com os péptidos contendo a sequência RGD utilizando tióis, bem como o estudo das nanopartículas como nanoelétrodos será objeto de trabalhos futuros.

The functionalization of magnetic nanoparticles of iron oxide coated with gold (NPs OF@Au) and gold nanoparticles (NPs Au) with cyclic peptides containing the sequence Arginine-Glycine-Aspartic Acid (RGD) allows the selective delivery of these nanoparticles to cells which overexpress integrin αvβ3. This work reports the synthesis of three new linear peptides and two new cyclic peptides containing the RGD sequence. These compounds were prepared by a combination of solid phase peptide synthesis (SPPS) and peptide synthesis in solution. The SPPS was performed using a resin of 2-chlorotrityl chloride, a Fmoc (9-fluorenylmethoxycarbonyl) strategy and benzyloxycarbonyl (Z), tert-butyl (tBu) and 2,2,4,6,7-pentamethyldihydrofuran-5-sulfonyl (Pbf) as protecting groups for the side chains of lysine, aspartic acid and arginine, respectively. One of the linear peptides was cyclised after coupling with hexynoic acid and propargylamine using a 1,3-dipolar cycloaddition reaction of Huisgen with an aromatic bis-azide. The GRGDfKG peptide was cyclised by formation of an amide bond between the terminal amine function and the carboxylic acid terminus - head-to-tail cyclization. The iron oxide magnetic nanoparticles (NPs OF) were prepared by a co-precipitation method using iron (II) and iron (III) salts in an alkaline medium. The coating of these magnetic nanoparticles with gold (NPs OF@Au) was carried out using sodium borohydride as reducing agent and a gold salt. In this work were also prepared gold nanoparticles (NPs Au) applying two different methods of synthesis involving the reduction of gold chloride salt. Some nanoparticles were characterized by several methods that include dynamic light scattering (DLS), scanning electron microscopy (SEM), the energy dispersive spectroscopy (EDS) and ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis). The functionalization of nanoparticles with peptides containing the RGD sequence using thiols and the study of these nanoparticles as nanoelectrodes will be the subject of future work.