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Publicação
Nano-engineered platforms for imaging and targeting of the breast cancer microenvironment
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 18.93 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
Breast cancer, a highly heterogeneous disease, remains a challenge in oncology. It includes
distinct subtypes (luminal, HER2-enriched, and triple-negative breast cancer), each with
unique clinical features and treatment responses. Despite advances in conventional thera-
pies, improving outcomes for breast cancer patients still require innovative approaches.
This project aimed to improve breast cancer treatment by developing targeted nanosys-
tems for gene delivery, to address the complexities of the tumour microenvironment. The
primary objective was to formulate poly-(lactic acid) (PLA)-based nanoparticles (NP)s,
optimising their physical characteristics. The resulting NPs displayed hydrodynamic di-
ameters around 200 nm, positive zeta potential +8 mV and low polydispersity index (<0.2),
ensuring excellent stability and suitability for further functionalisation. Significantly, these
PLA-based nanoparticles exhibited notable versatility. They efficiently complexed with
nucleic acids (NA) (plasmid DNA (pDNA) and miR-125b), forming NP complexes whose
properties depended on N/P ratios. Importantly, this study demonstrated the biocompat-
ibility of these PLA-based NPs. They exhibited negligible toxicity across various breast
cancer cell lines (BT-474, SK-BR-3 and MDA-MB-231), rendering them promising candi-
dates for safe and effective drug delivery. Furthermore, these NPs were efficiently taken up
by 2D cell cultures, indicating their potential for intracellular drug delivery. Additionally,
a robust 3D cell culture model using BT-474 spheroids was established, providing a more
physiologically relevant system for studying the breast cancer microenvironment. The
incubation of BT-474 spheroids with the NA complexed PLA-based NPs exhibited limited
transfection efficiency which might be due to the spheroids morphology. In conclusion,
this study presents a promising platform of PLA-based NPs for the possible treatment
of breast cancer. These NPs offer precise targeting capabilities and adaptability for gene
therapy applications, addressing the challenges posed by breast cancer’s molecular di-
versity. In the future, this research opens doors to advanced nano-based therapies and
personalised treatments in the fight against breast cancer.
O cancro da mama, uma doença altamente heterogénea, continua a ser um desafio on- cológico. Inclui vários subtipos distintos: luminal, HER2 amplificado e triplo negativo, cada um com características clínicas e respostas terapêuticas únicas. Apesar dos avanços nas terapias convencionais, melhorar os resultados para pacientes com cancro da mama requer abordagens inovadoras. Este projeto visou aprimorar o tratamento do cancro da mama desenvolvendo nanossistemas direcionados para entrega de material genético. O objetivo principal envolveu a formação de nanopartículas (NP) de ácido polilático (PLA) otimizando as características físicas. As NP resultantes tinham aproximadamente 200 nm de diâmetro hidrodinâmico, potencial zeta positivo (8 mV) e baixo índice de polidispersão (<0,2), garantindo excelente estabilidade e funcionalização adicional. As NP baseadas em PLA complexaram eficientemente com ácidos nucleicos (AN) (DNA plasmídico e miR-125b), formando complexos cujas propriedades dependiam das proporções de rácios amina/fosfato. Este estudo demonstrou a biocompatibilidade das NP baseadas em PLA, com baixa toxicidade em várias linhas celulares de cancro da mama (BT-474, SK-BR-3 e MDA-MB-231), tornando-as candidatos promissores para a administração segura de fármacos. As NP entraram eficientemente em culturas de células 2D, demonstrando potencial para administração intercelular de fármacos. Além disso, estabeleceu-se um robusto modelo de cultura celular 3D usando esferoides BT-474, fornecendo um sistema mais relevante para estudar o microambiente tumoral. A incubação de esferoides BT-474 com as NP complexadas com NA exibiu eficiência de transfeção limitada, possivelmente devido à morfologia dos esferoides. Em conclusão, este estudo apresenta uma plataforma promissora de NP baseadas em PLA para o tratamento do cancro da mama, colmatando os desafios da diversidade molecular. Esta investigação abre portas a terapias avançadas de nanomedicina e tratamentos personalizados na luta contra o cancro da mama.
O cancro da mama, uma doença altamente heterogénea, continua a ser um desafio on- cológico. Inclui vários subtipos distintos: luminal, HER2 amplificado e triplo negativo, cada um com características clínicas e respostas terapêuticas únicas. Apesar dos avanços nas terapias convencionais, melhorar os resultados para pacientes com cancro da mama requer abordagens inovadoras. Este projeto visou aprimorar o tratamento do cancro da mama desenvolvendo nanossistemas direcionados para entrega de material genético. O objetivo principal envolveu a formação de nanopartículas (NP) de ácido polilático (PLA) otimizando as características físicas. As NP resultantes tinham aproximadamente 200 nm de diâmetro hidrodinâmico, potencial zeta positivo (8 mV) e baixo índice de polidispersão (<0,2), garantindo excelente estabilidade e funcionalização adicional. As NP baseadas em PLA complexaram eficientemente com ácidos nucleicos (AN) (DNA plasmídico e miR-125b), formando complexos cujas propriedades dependiam das proporções de rácios amina/fosfato. Este estudo demonstrou a biocompatibilidade das NP baseadas em PLA, com baixa toxicidade em várias linhas celulares de cancro da mama (BT-474, SK-BR-3 e MDA-MB-231), tornando-as candidatos promissores para a administração segura de fármacos. As NP entraram eficientemente em culturas de células 2D, demonstrando potencial para administração intercelular de fármacos. Além disso, estabeleceu-se um robusto modelo de cultura celular 3D usando esferoides BT-474, fornecendo um sistema mais relevante para estudar o microambiente tumoral. A incubação de esferoides BT-474 com as NP complexadas com NA exibiu eficiência de transfeção limitada, possivelmente devido à morfologia dos esferoides. Em conclusão, este estudo apresenta uma plataforma promissora de NP baseadas em PLA para o tratamento do cancro da mama, colmatando os desafios da diversidade molecular. Esta investigação abre portas a terapias avançadas de nanomedicina e tratamentos personalizados na luta contra o cancro da mama.
Descrição
Palavras-chave
Breast cancer polymeric nanoparticles miRNA gene therapy poly-(lactic acid) tumour microenvironment