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Publication
Cinnamic acid terminated dendrimers – Synthesis, characterization, biological evaluation and NMR metabolomics analysis
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 16.01 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
Given the widespread use and enormous therapeutic potential of nanoparticles, the study
of their biological effects is a relevant and current issue.
In this project, were synthesized new cinnamic acid-terminated PAMAM G4NH2
dendrimers (CATDEN) to target the monocarboxylate transporter (MCTs) overexpressed
in cancer cells. The cinnamic acid chosen was alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid,
given its effectiveness in vitro and in vivo in inhibiting MCTS. The metabolic profile of
cell extracts and cell culture supernatants were studied by NMR metabolomics methods
to evaluate the dendrimer’s mechanism of action.
After statistical analysis, the results showed that all cell lines were affected by the
treatment with the PAMAM G4NH2, with the assays in human osteosarcoma cells (CAL 72) showing higher discrimination between treated and non-treated cells.
The results suggested that native dendrimer and CATDEN influence metabolic alterations
in energy production (glucose metabolism) and protein synthesis (amino acid
catabolism). This finding indicates that the cytotoxicity associated with PAMAM may
result from the depletion of the components of the medium.
Furthermore, CATDEN dendrimers were also used to encapsulate the anticancer drug
DOX. Our results indicated that in CATDEN, even with a lower encapsulation capacity
(probably due to steric hindrance), the release of DOX is similar to that of the commercial
dendrimer not functionalized with cinnamic acid. The cytotoxicity of both
dendrimer/DOX complexes is shown to be superior when compared to free DOX.
Dada a utilização generalizada e o enorme potencial terapêutico das nanopartículas, o estudo dos seus efeitos biológicos é uma questão relevante e atual. Neste projeto, novos dendrímeros funcionalizados com ácido cinâmico (CATDEN), tendo por base os dendrímeros PAMAM, foram sintetizados com o intuito de serem direcionados ao transportador de monocarboxilato (MCTs) sobreexpresso em células cancerosas. O ácido cinâmico escolhido foi o ácido alfa-ciano-4-hidroxicinâmico, já que que apresenta eficácia in vitro e in vivo na inibição dos MCTS. O perfil metabólico dos extratos celulares e sobrenadantes de cultura celular foram estudados usando métodos de metabolómica aplicados à técnica de RMN para avaliar o mecanismo de ação do dendrímero. Após análise estatística, os resultados mostraram que todas as linhas celulares foram afetadas pelo tratamento com o PAMAM G4NH2, sendo que os ensaios com células de osteossarcoma humano (CAL-72) mostraram uma maior discriminação entre células tratadas e não tratadas. Os resultados sugerem que tanto o dendrímero nativo (PAMAM G4NH2) como o dendrímero CATDEN afetam os processos metabólicos de produção de energia (metabolismo da glucose) e síntese de proteínas (catabolismo de aminoácidos). Esta constatação parece indicar que a citotoxicidade associada aos dendrímeros pode ser resultado da depleção dos componentes do meio. Além disso, os dendrímeros CATDEN também foram utilizados para o encapsulamento do fármaco anticancerígeno, DOX. Os nossos resultados indicaram que os dendrímeros CATDEN, mesmo com uma capacidade de encapsulação inferior (provavelmente devido ao impedimento estérico), a libertação da DOX é similar à do dendrímero comercial não funcionalizado com o àcido cinâmico. A citotoxicidade de ambos os complexos, dendrímero/DOX mostra ser superior quando comparada com a DOX livre.
Dada a utilização generalizada e o enorme potencial terapêutico das nanopartículas, o estudo dos seus efeitos biológicos é uma questão relevante e atual. Neste projeto, novos dendrímeros funcionalizados com ácido cinâmico (CATDEN), tendo por base os dendrímeros PAMAM, foram sintetizados com o intuito de serem direcionados ao transportador de monocarboxilato (MCTs) sobreexpresso em células cancerosas. O ácido cinâmico escolhido foi o ácido alfa-ciano-4-hidroxicinâmico, já que que apresenta eficácia in vitro e in vivo na inibição dos MCTS. O perfil metabólico dos extratos celulares e sobrenadantes de cultura celular foram estudados usando métodos de metabolómica aplicados à técnica de RMN para avaliar o mecanismo de ação do dendrímero. Após análise estatística, os resultados mostraram que todas as linhas celulares foram afetadas pelo tratamento com o PAMAM G4NH2, sendo que os ensaios com células de osteossarcoma humano (CAL-72) mostraram uma maior discriminação entre células tratadas e não tratadas. Os resultados sugerem que tanto o dendrímero nativo (PAMAM G4NH2) como o dendrímero CATDEN afetam os processos metabólicos de produção de energia (metabolismo da glucose) e síntese de proteínas (catabolismo de aminoácidos). Esta constatação parece indicar que a citotoxicidade associada aos dendrímeros pode ser resultado da depleção dos componentes do meio. Além disso, os dendrímeros CATDEN também foram utilizados para o encapsulamento do fármaco anticancerígeno, DOX. Os nossos resultados indicaram que os dendrímeros CATDEN, mesmo com uma capacidade de encapsulação inferior (provavelmente devido ao impedimento estérico), a libertação da DOX é similar à do dendrímero comercial não funcionalizado com o àcido cinâmico. A citotoxicidade de ambos os complexos, dendrímero/DOX mostra ser superior quando comparada com a DOX livre.
Description
Keywords
NMR Cinnamic-acid Metabolomics Dendrimers PAMAM Doxorubicin Ácido-cinâmico Metabolómica Dendrimeros Doxorubicina Chemistry . Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia