Síntesis biogénica de nanoestructuras de Au para su aplicación electroquímica y en las líneas celulares MCF-7 y B16F0 de melanoma murino

Abstract

In the present investigation, gold nanostructures were synthesized using plant extracts of Satureja macrostema and avocado seed (Persea americana var. drymifolia) called “LEAS” from the precursor HAuCl4, which were characterized using Ultraviolet Visible, Infrared Spectroscopy, X-Ray Diffraction, DLS, Z-potential, Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron Microscopy. Subsequently, the nanoflowers and nanoparticles synthesized with S. macrostema were applied in electrochemistry for the valorization of crude glycerol, which exhibited a maximum current density of 1510 mA mg-1 and 819 mA mg-1 for the electrooxidation of analytical and crude glycerol in an alkaline medium, respectively. The nanoflowers were found to be stable after 60 min of chronoamperometry tests, which can be attributed to their morphology, preferential planes (111), and the remaining surface molecules of the plant extract. In the biological applications of nanoparticles synthesized with S. macrostema, a simple technique was developed for observing cancer cells and gold nanoparticles by scanning electron microscopy. This methodology allows differentiation between living and dead cells and differences in concentration and distribution within the cells. These same nanoparticles were functionalized with doxorubicin, cisplatin and a combination of the drugs. Cytotoxicity was evaluated in the MCF-7 breast cancer line. Nanoparticles functionalized with cisplatin sensitized MCF-7 cells, and cell proliferation was reduced ~ 47%, while doxorubicin and the combination of the drugs only reduced ~15% cell proliferation. Finally, nanoparticles synthesized with avocado extract, AuNps: LEAS (3 - 42.3 μg/ml) were evaluated in murine melanoma cell line B16-F0 for 24 h and were analyzed by trypan blue assay.

En la presente investigación se sintetizaron nanoestructuras de oro empleando los extractos de plantas de Satureja macrostema y de semilla de aguacate (Persea americana var. drymifolia) denominado “LEAS”, a partir del precursor HAuCl4, las cuales fueron caracterizadas por medio de Ultravioleta Visible, Espectroscopía de infrarrojo, Difracción de Rayos X, DLS, potencial Z, Microscopía Electrónica de Barrido y Microscopía Electrónica de Transmisión. Posteriormente las nanoflores y nanopartículas sintetizadas con S. macrostema se aplicaron en electroquímica para la valorización de glicerol crudo, las cuales exhibieron una densidad de corriente máxima de 1510 mA mg-1 y 819 mA mg-1 para la electro oxidación de glicerol analítico y crudo en un medio alcalino, respectivamente. Se encontró que las nanoflores eran estables después de 60 minutos de pruebas de cronoamperometría, lo que puede atribuirse a su morfología, planos preferenciales (111) y las moléculas de superficie restantes del extracto de la planta. En las aplicaciones biológicas las nanopartículas sintetizadas con S. macrostema se desarrolló una técnica sencilla para la observación de células cancerosas y nanopartículas de oro por microscopía electrónica de barrido. Esta metodología permite diferenciar entre células vivas y muertas, además de las diferencias de concentración y distribución en el interior de las células. Estas mismas nanopartículas se funcionalizaron con doxorrubicina, cisplatino y la combinación a los fármacos. Se evaluó la citotoxicidad en la línea de cáncer de mama MCF-7. Las nanopartículas funcionalizadas con cisplatino sensibilizaron a las células MCF-7 y se redujo la proliferación celular ~ 47%, mientras que la doxorrubicina y la combinación de los fármacos solo redujeron ~15% la proliferación celular. Finalmente, se evaluó la citotoxicidad de las nanopartículas sintetizadas con el extracto de aguacate, AuNps: LEAS (3 – 42.3 μg/ml) en la línea celular de melanoma murino B16-F0 durante 24 h, mediante el ensayo de azul tripano.