FCE - Trabajos de Titulación Pre-Grado

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Estabilidad y biodistribución de nanopartículas de oro recubiertas con albúmina en pez cebra / Estabilidad y biodistribución de nanopartículas de oro recubiertas con albúmina en pez cebra
(Universidad Andrés Bello, 2019) Henríquez Arenas, Jonathan Andrew; Araya, Eyleen; Facultad de Ciencias Exactas
Las nanopartículas de oro poseen propiedades y características únicas, dentro de las cuales podemos destacar una gran área superficial, resonancia de plasmón superficial, biocompatibilidad y fácil síntesis. Asimismo, por el efecto de plasmón superficial las nanopartículas de oro tienen la propiedad de absorber energía y disiparla de manera local en forma de calor. Es así que mediante irradiación con láser las nanopartículas pueden emplearse para destruir células cancerígenas o para desagregar agregados proteicos tóxicos, como los presentes en la enfermedad de Alzheimer. Las mencionadas nanopartículas pueden obtenerse de dimensiones que oscilan entre los 1 y los 100 nanómetros presentando también diferentes formas como por ejemplo; esferas, barras y prismas entre otros. Es así que nanoesferas de 12 nm presentan bandas plasmónicas en la región visible y nanoprismas de oro de 90 nm de lado presentan bandas plasmónicas en la región del infrarrojo siendo esta región del espectro ideal para aplicaciones biológicas. Uno de los aspectos relevantes considerando las aplicaciones en terapias como la enfermedad de Alzheimer, es el de lograr, por un lado que las partículas sean estables en los medios biológicos y por otro que lleguen al cerebro. Es así que en esta unidad de investigación se funcionalizaron diferentes nanopartículas con el péptido Angio-pep, que es un péptido lanzadera que permite el pasaje a través de la barrera Hematoencefálica, y se recubrieron con albúmina sérica bovina (BSA) que permite aumentar la estabilidad coloidal y aumentar la biocompatibilidad. Los nanosistemas fueron probados en el modelo Danio Rerio (pez cebra) para evaluar su biodistribución. Se obtuvieron nanoesferas de oro (AuNPE) de 12 nm, nanobarras de oro (AuNPR) de 40x10 nm y nanoprismas de oro (AuNPrs) de 90 nm de lado x 10 nm de ancho los cuales serán funcionalizados con PEG-OME, PEG-COOH y con Angio-pep. Los nanosistemas fueron caracterizados por UV-Vis, potencial zeta y dispersión dinámica de la luz. El recubrimiento con BSA permitió aumentar la estabilidad coloidal para todos los sistemas en el medio de cultivo E3 del pez cebra. Tanto las AuNPE como los AuNPrs funcionalizados con el péptido Angio-pep llegan al cerebro del pez acumulándose también en hígado e intestino. El recubrimiento de las AuNPE con albúmina disminuye la llegada de las mismas al cerebro mientras que el recubrimiento de los AuNPrs con albúmina facilita la llegada de los mismos a dicho órgano. Los resultados obtenidos son relevantes para futuras aplicaciones de las nanopartículas en terapia y diagnóstico de enfermedades como Alzheimer
Estudio teórico y experimental de la reacción de retro diels-alder para la liberación de carboxifluoresceína funcionalizada a nanobarras de oro
(Universidad Andrés Bello, 2018) Urrutia Fernández, Kevin Brian; Araya, Eyleen; Jaque O., Pablo; Pérez López, Patricia; Pizarro U., Nancy; Facultad de Ciencias Exactas
La nanotecnología es un área de la ciencia que se dedica al estudio de la materia a escala nanométrica, las dimensiones de las partículas ocupadas en esta área oscilan entre 1 y 100 nm. Debido a este tamaño, poseen la capacidad de penetrar en las células de manera eficiente, por lo que estas nanopartículas (NPs) son usadas como transportadores de compuestos bioactivos para el suministro eficiente de fármacos a los sitios deseados. En especial, las nanopartículas de oro (NPAu) son utilizadas para la liberación de fármacos debido a que aumenta la selectividad y previenen efectos secundarios adversos. Asimismo, las NPAu poseen la capacidad de absorber y disipar radiación electromagnética de manera local en forma de calor, provocando la destrucción selectiva de células malignas o agregados de tóxicos proteicos sin afectar tejidos sanos. La interacción entre estas NPAu con la radiación electromagnética causa la oscilación coherente de electrones en la superficie de la nanopartícula (NP), fenómeno denominado resonancia de plasmón de superficie (SPR) (SPR; del inglés Surface Plasmon Resonance). Este fenómeno ocurre en diferentes longitudes de onda y depende de la forma el tamaño y la composición de la NPAu. Las nanobarras de oro (NbAu) presentan bandas SPR en longitudes de onda en infrarrojo cercano. Mediante la liberación y disipación de la energía en forma de calor aportada por el fenómeno de SPR es posible producir liberación de compuestos con actividad farmacológica, principalmente, a través de la reacción de retro-Diels-Alder. Un modelo apropiado para el tratamiento mecano-cuántico de las NPAu son los clústers de oro (Aun). Estos toman distintas geometrías dependiendo del número de átomos con la que se encuentran conformadas. objetivo de esta unidad de investigación es caracterizar la reacción de retroDA, produciendo la liberación de carboxifluoresceína que se encuentra unida a espaciadores de distintos largos de cadena que están funcionalizadas a una NPAu, mediante estudios experimentales al irradiar estas NPAu y por estudios teóricos computacionales al optimizar modelos que se asemejan al aducto de DA y a las NPAu utilizando clústers de oro.
Exploración del efecto sustituyente en la formación de enlaces C-C en reacciones 2-aza Diels-Alder
(Universidad Andrés Bello, 2018) Fuentes Jerez, Cristóbal Ignacio; Pérez López, Patricia; Duque Noreña, Mario Alberto; Araya, Eyleen; Martínez Araya, Jorge I.; Facultad de Ciencias Exactas
La reacción hetero-Diels-Alder es una reacción de cicloadición [4+2], la cuál contiene heteroátomos (O, S, N) en su estructura (en el dieno o en el dienófilo). Los productos obtenidos por medio de estas reacciones son generalmente utilizados como intermediarios en síntesis de productos naturales. En esta investigación se estudia el efecto sustituyente, presente en el dienófilo, en la formación de los enlaces sencillos C-C en la reacción de etileno con 2- aza-dienos para formar el cicloaducto 2-aza-Diels-Alder (2-aza-DA) a lo largo de un camino de reacción. Para ello se utilizan herramientas conceptuales de la teoría de funcionales de la densidad (CDFT), y análisis topológicos de la función de localización electrónica (ELF), usando elementos de la teoría de la evolución del enlace (BET) y de la teoría de catástrofes (CT) en el camino de reacción. De acuerdo a nuestros resultados, la reacción entre etileno y 2-aza-dienos es de carácter no polar (no hay transferencia de carga), resultado que es consistente con el análisis de los índices globales de reactividad en los reactivos. Adicionalmente se puede observar que el mecanismo de reacción de las cinco cicloadiciones estudiadas en la presente unidad siguen el mismo patrón: la formación de los enlaces simples C-C ocurre en una sola etapa, no concertada y ligeramente síncrona observándose que no existe efecto significativo del sustituyente.
Liberación de carboxifluoresceína unida a nanopartículas de oro por irradiación láser
(Universidad Andrés Bello, 2017) Goñi Fuentes, Maite Victoria; Araya, Eyleen; Facultad de Ciencias Exactas
La nanotecnología ha contribuido al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento del cáncer y enfermedades infecciosas, entre otras. Por ejemplo, las nanopartículas (NP) se utilizan como vehículos para la entrega eficaz de los compuestos bioactivos a sitios deseados de acción. En particular, las nanopartículas de oro (NPAu) se han utilizado para la liberación de fármacos espacio-temporalmente controlada, ya que aumentan la selectividad para los objetivos deseados y previenen los efectos secundarios adversos. NPAu tienen la capacidad de absorber la radiación electromagnética y disipar la energía a nivel local (nanométricamente). Esto facilita la llamada "cirugía molecular", en el que las células malignas se destruyen selectivamente, y también permiten la liberación de un compuesto antitumoral en un sitio específico en el cuerpo. Esta alta absorción de energía resulta de la interacción de NPAu con la radiación electromagnética que causa la oscilación coherente de electrones en la superficie de la NP, que es un fenómeno conocido como resonancia de plasmón superficial (SPR). La SPR se produce a diferentes longitudes de onda y es dependiente de la forma, tamaño y composición de los AuNP. Nanobarras de oro (NPAu-b) presentan bandas SPR en longitudes de onda de infrarrojo cercano (NIR). Los tejidos son transparentes a la radiación en esta región del espectro, y la extensa penetración resultante de la radiación produce efectos en los tejidos profundos. Algunas de las ventajas del oro incluyen su baja toxicidad y facilidad de funcionalización con moléculas que contienen tiolquemisorbido espontáneamente a la superficie de oro. Aunque el uso de NPAu en conjunción con la radiación NIR se ha demostrado para el control espacial y temporal de la liberación de una molécula activa, una limitante importante es que los fármacos usados no se unen covalentemente a la NP y por lo tanto podrían ser liberados abruptamente en cualquier parte del cuerpo y causar efectos indeseables (por ejemplo, los efectos secundarios de la terapia antitumoral). Para evitar este efecto el compuesto activo puede unirse covalentemente a la NPAu a través de un espaciador formado por un aducto de Diels-Alder. Así en un extremo del espaciador está unido a la NP y por el otro extremo a la Carboxifluoresceína (CF) de manera que al ser irradiado con radiación láser, el mismo se degrade por medio de una reacción retro Diels liberándose así el compuesto. De esta manera puede controlarse la entrega del mismo con el fin de hacer más selectiva su acción, pudiendo evitarse los efectos secundarios. El objetivo de esta unidad de investigación es evaluar la liberación de la CFde la superficie de la NP. La irradiación con láser producirá la absorción y disipación de energía por parte de la NPAu conduciendo a una reacción retroDiels-Alder liberando así la CF.
Nanoprismas de oro funcionalizados con espaciadores y recubiertos con albúmina para incrementar la estabilidad de las nanopartículas
(Universidad Andrés Bello, 2019) Saa Henríquez, Constanza Paz; Araya, Eyleen; Facultad de Ciencias Exactas
Las estrategias de síntesis actuales permiten obtener nanomateriales de oro funcionalizados con distintos tipos de moléculas que permiten hacer diagnóstico y/o terapias en diferentes tipos de dianas biológicas. Estas nanopartículas comprenden dimensiones entre 1 a 100 nm y pueden adoptar diferentes formas, como por ejemplo; esféricas, barras, prismas, entre otros. Los nanoprismas de oro (AuNPRs), son nanopartículas anisotrópicas, cuyo comportamiento y propiedades dependen de su tamaño, forma y propiedades del medio circundante. Los AuNPRs presentan su máximo plasmón superficial (LSPR), en el rango de longitudes de onda visibles e infrarrojo cercano (NIR). Las excitaciones electrónicas de los AuNPRs pueden ser estudiadas mediante espectroscopia UV-Vis. Los AuNPRs presentan alta eficiencia de conversión de luz en calor, por lo cual, han sido usados como agentes fotoactivos para variadas aplicaciones biomédicas. Para mejorar la estabilidad y direccionalidad de las nanopartículas hacia las células tumorales, estos son recubiertos con albumina sérica bovina (BSA) para favorecer la estabilidad e internalización selectiva en células tumorales. En esta unidad de investigación se realizará la síntesis de nanoprismas de oro (AuNPRs) estudiando su plasmón superficial, estabilidad coloidal, radio hidrodinámico y morfología respectivamente. Los AuNPRs serán funcionalizados con PEG y carboxifluoresceína la cual se encuentra unida a los espaciadores derivados del ácido 11-maleimidaundecanoico (E1) y ácido 6- maleimidahexanoico (E2). Finalmente, los AuNPRs serán recubiertos con albumina sérica bovina (BSA), la cual podría ayudar a elevar la estabilidad de éstas nanopartículas.
Síntesis de los péptidos RAF y bombesina: estabilidad de nanopartículas de oro conjugadas con el péptido RAF
(Universidad Andrés Bello, 2016) Fernández Reyes, Carolina; Araya, Eyleen; Facultad de Ciencias Exactas; Escuela de Química
Las nanopartículas por su tamaño son especies que tienen la capacidad de penetrar en células de una manera eficiente por lo que son muy útiles como transportadores para mejorar la entrega de fármacos. Asimismo, las nanopartículas de oro pueden absorber y disipar la energía de manera local de modo tal que al ser irradiadas a una longitud de onda cercana a la resonancia de plasmón superficial, pueden provocar la liberación controlada de moléculas transportadas unidas a su superficie. De esta manera es posible producir una liberación espacial y temporalmente controlada de un fármaco en el organismo aumentando la selectividad de la acción y reduciendo los efectos secundarios. Asimismo, es posible emplear las nanopartículas de oro como vectores para la entrega de agentes antitumorales. De esta manera a una misma nanopartícula se le puede unir un agente antitumoral y una molécula que reconozca algún receptor que se sobre exprese en una célula tumoral de manera tal de producir un direccionamiento selectivo. Uno de los grandes desafíos en nanomedicina es el direccionamiento de las nanopartículas hacia los blancos específicos como es el caso de las células tumorales. Para lograr dirigir selectivamente las nanopartículas se emplean péptidos que se unen covalentemente a las nanopartículas. Esta unidad de investigación se ha centrado en la síntesis de los péptidos Raf y Bombesina y en la estabilidad de nanopartículas de oro (AuNP) conjugadas con el péptido Rafcomo posible uso en terapia del cáncer.Este péptido análogo de Raf cumple lafunciónde antitumoral y el otro es el péptido análogo de la Bombesina que reconoce el receptor de Bombesina el cual se sobre expresa en células tumorales. El péptido Raf se conjugó a nanopartículas de oro de 9 nm. Para aplicaciones biológicas, las nanopartículas de oro tienen que estar recubiertas con estabilizantes polares como el Polietilenglicol (PEG) que aumenten la solubilidad acuosa estabilizando también a las partículas coloidales por interacciones electroestáticas evitando así la agregación de nanopartículas.Es así que en este trabajo, se obtuvieron nanopartículas de oro de 9 nm que se multifuncionalizaron con un polietilenglicol bifuncional que contiene en un extremo un grupo tiol y en el otro un grupo carboxilo (HS-PEG-COOH). Una vez obtenidas las nanopartículas peguiladas se realizó la conjugación con el péptido Raf. Posteriormente, se evaluó la estabilidad del conjugado de nanopartícula con el péptido antitumoral en tampón PBS.
Síntesis de los péptidos TAT, DV3 y BH3 liberación por irradiación del péptido BH3 con actividad antitumoral funcionalizado a nanopartículas de oro
(Universidad Andrés Bello, 2017) Rodríguez Domínguez, Katherine Marisol; Araya, Eyleen; Facultad de Ciencias Exactas
La nanotecnología ha contribuido al desarrollo de nuevas modalidades terapéuticas para el tratamiento del cáncer, entre otras enfermedades. Se usan nanopartículas (NPs) como portadores para el suministro eficiente de compuestos bioactivos a los sitios de acción deseados. En particular, las nanopartículas de oro (NPAu) se han utilizado para la liberación de fármacos controlada espacialmente, porque aumentan la selectividad y previenen efectos secundarios adversos. Las NPAu tienen la capacidad de absorber la radiación electromagnética y disipar la energía localmente (nanométricamente). Esto facilita la llamada "cirugía molecular", en la que las células malignas se eliminan selectivamente, y también permite la liberación de un compuesto antitumoral en un sitio específico en el cuerpo. Esta alta absorción de energía resulta de la interacción de NPAu con radiación electromagnética que causa la oscilación coherente de electrones en la superficie de la nanopartícula (NP), que es un fenómeno conocido como resonancia de plasmón de superficie (SPR) (SPR; del inglés Surface Plasmon Resonance). La SPR ocurre a diferentes longitudes de onda y depende de la forma, tamaño y composición de NPAu. Las nanobarras de oro (NPAu-b) presentan bandas SPR en longitudes de onda del infrarrojo cercano (NIR). Aunque se ha demostrado el uso de NPAu junto con la radiación NIR para el control espacial y temporal de la liberación del fármaco, una limitación importante es que los fármacos utilizados no estuvieran unidos covalentemente a NPs y por lo tanto pudieran ser liberados abruptamente en cualquier parte del cuerpo causando efectos indeseables (por ejemplo, efectos secundarios en la terapia antitumoral). El objetivo de esta unidad de investigación es el de obtener NPAu-b multifuncionalizadas con tres péptidos; TAT, DV3 y BH3. El péptido TAT es capaz de penetrar membranas, mientras que el péptido DV3 se une a un receptor ubicado en las células tumorales y finalmente el péptido BH3 que tiene actividad antitumoral, el cual fue unido covalentemente a la superficie de la NPAu-b usando un espaciador del tipo Diels-Alder. Las NPAu-b multifuncionalizadas fueron irradiadas produciendo una reacción retro Diels-Alder liberando el péptido antitumoral BH3
Síntesis y caracterización en el estado sólido de 4,4'-(Etino-1,2-Diil)Dibenzaldehido como precursor de bichalconas
(Universidad Andrés Bello, 2020) Huerta Matus, Maycol Juan Manuel; Araya, Eyleen; Bacho Lemus, Mitchel; Facultad de Ciencias Exactas
La búsqueda de nuevos compuestos orgánicos u organometálicos con potenciales propiedades, se puede considerar una aplicación biológica específica como también las propiedades estructurales asociada con un material, han sido un desafío importante en el desarrollo sintético. En nuestro caso, específicamente para las chalconas, poseen una amplia variedad de actividades biológicas relacionadas con el núcleo central prop-2-enona. Además, de estas características, este núcleo distintivo tiene una reactividad versátil contra su modificación estructural, formando heterociclos que poseen interesantes aplicaciones biológicas, tales como, antidepresiva, antioxidantes, antibacteriana, entre otras. Teniendo en cuenta lo anterior, se propuso una ruta sintética para obtener bichalconas asimétricas conectadas a través de un puente etinilo, utilizando el acoplamiento Sonogashira. La confección de esta ruta sintética consideró características estructurales como algunas propiedades de los intermediarios propuestos. En ese sentido, fue posible ejecutar parcialmente esta, logrando aislar y caracterizar el compuesto 4,4’-(etino-1,2-diil)dibenzaldehido utilizando la difracción de rayos X de mono cristal. Las estructuras obtenidas, como también las propuestas, tiene como objetivo actuar como molécula base que, desde el punto de vista químico, pueden ser interconvertibles utilizando varios métodos sintéticos y donde también pueden atribuirse un probable potencial biológico de los futuros derivados.

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Examinando FCE - Trabajos de Titulación Pre-Grado por Autor "Araya, Eyleen"

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