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Ítem Capping gold nanoparticles with albumin to improve their biomedical properties(Dove Medical Press Ltd, 2019) Bolaños, Karen; J Kogan, Marcelo; Araya, EyleenNanotechnology is an emerging field which has created great opportunities either through the creation of new materials or by improving the properties of existing ones. Nanoscale materials with a wide range of applications in areas ranging from engineering to biomedicine have been produced. Gold nanoparticles (AuNPs) have emerged as a therapeutic agent, and are useful for imaging, drug delivery, and photodynamic and photothermal therapy. AuNPs have the advantage of ease of functionalization with therapeutic agents through covalent and ionic binding. Combining AuNPs and other materials can result in nanoplatforms, which can be useful for biomedical applications. Biomaterials such as biomolecules, polymers and proteins can improve the therapeutic properties of nanoparticles, such as their biocompatibility, biodistribution, stability and half-life. Serum albumin is a versatile, non-toxic, stable, and biodegradable protein, in which structural domains and functional groups allow the binding and capping of inorganic nanoparticles. AuNPs coated with albumin have improved properties such as greater compatibility, bioavailability, longer circulation times, lower toxicity, and selective bioaccumulation. In the current article, we review the features of albumin, as well as its interaction with AuNPs, focusing on its biomedical applications. © 2019 Bolaños et al.Ítem Conventional and new proposals of GnRH therapy for ovarian, breast, and prostatic cancers(Frontiers Media S.A., 2023) Garrido, Maritza P.; Hernandez, Andrea; Vega, Margarita; Araya, Eyleen; Romero, CarmenFor many years, luteinizing hormone-releasing hormone or gonadotropin-releasing hormone (GnRH) analogs have been used to treat androgen or estrogen-dependent tumors. However, emerging evidence shows that the GnRH receptor (GnRH-R) is overexpressed in several cancer cells, including ovarian, endometrial, and prostate cancer cells, suggesting that GnRH analogs could exert direct antitumoral actions in tumoral tissues that express GnRH-R. Another recent approach based on this knowledge was the use of GnRH peptides for developing specific targeted therapies, improving the delivery and accumulation of drugs in tumoral cells, and decreasing most side effects of current treatments. In this review, we discuss the conventional uses of GnRH analogs, together with the recent advances in GnRH-based drug delivery for ovarian, breast, and prostatic cancer cells. Copyright © 2023 Garrido, Hernandez, Vega, Araya and Romero.Ítem Differential Detection of Amyloid Aggregates in Old Animals Using Gold Nanorods by Computerized Tomography: A Pharmacokinetic and Bioaccumulation Study(Dove Medical Press Ltd, 2023) Jara-Guajardo, Pedro; ccccccMorales-Zavala, Francisco; Morales-Zavala, Francisco; Giralt, Ernest; Araya, Eyleen; Acosta, Gerardo A.; Albericio, Fernando; Alvarez, Alejandra R.; Kogan, Marcelo J.Introduction: The development of new materials and tools for radiology is key to the implementation of this diagnostic technique in clinics. In this work, we evaluated the differential accumulation of peptide-functionalized GNRs in a transgenic animal model (APPswe/PSENd1E9) of Alzheimer’s disease (AD) by computed tomography (CT) and measured the pharmacokinetic parameters and bioaccumulation of the nanosystem. Methods: The GNRs were functionalized with two peptides, Ang2 and D1, which conferred on them the properties of crossing the blood-brain barrier and binding to amyloid aggregates, respectively, thus making them a diagnostic tool with great potential for AD. The nanosystem was administered intravenously in APPswe/PSEN1dE9 model mice of 4-, 8-and 18-months of age, and the accumulation of gold nanoparticles was observed by computed tomography (CT). The gold accumulation and biodistribution were determined by atomic absorption. Results: Our findings indicated that 18-month-old animals treated with our nanosystem (GNR-D1/Ang2) displayed noticeable differences in CT signals compared to those treated with a control nanosystem (GNR-Ang2). However, no such distinctions were observed in younger animals. This suggests that our nanosystem holds the potential to effectively detect AD pathology. Discussion: These results support the future development of gold nanoparticle-based technology as a more effective and accessible alternative for the diagnosis of AD and represent a significant advance in the development of gold nanoparticle applications in disease diagnosis. © 2023 Jara-Guajardo et al. This work is published and licensed by Dove Medical Press Limited.Ítem 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 ExactasLas 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 AlzheimerÍtem 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 ExactasLa 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.Ítem 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 ExactasLa 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.Ítem Gold nanoparticle based double-labeling of melanoma extracellular vesicles to determine the specificity of uptake by cells and preferential accumulation in small metastatic lung tumors(BioMed Central Ltd., 2020) Lara, Pablo; Palma-Florez, Sujey; Salas-Huenuleo, Edison; Polakovicova, Iva; Guerrero, Simón; Lobos-Gonzalez, Lorena; Campos, America; Muñoz, Luis; Jorquera-Cordero, Carla; Varas-Godoy, Manuel; Cancino, Jorge; Arias, Eloísa; Villegas, Jaime; Cruz, Luis J.; Albericio, Fernando; Araya, Eyleen; Corvalan, Alejandro H.; Quest, Andrew F. G.; Kogan, Marcelo J.Background: Extracellular vesicles (EVs) have shown great potential for targeted therapy, as they have a natural ability to pass through biological barriers and, depending on their origin, can preferentially accumulate at defined sites, including tumors. Analyzing the potential of EVs to target specific cells remains challenging, considering the unspecific binding of lipophilic tracers to other proteins, the limitations of fluorescence for deep tissue imaging and the effect of external labeling strategies on their natural tropism. In this work, we determined the cell-type specific tropism of B16F10-EVs towards cancer cell and metastatic tumors by using fluorescence analysis and quantitative gold labeling measurements. Surface functionalization of plasmonic gold nanoparticles was used to promote indirect labeling of EVs without affecting size distribution, polydispersity, surface charge, protein markers, cell uptake or in vivo biodistribution. Double-labeled EVs with gold and fluorescent dyes were injected into animals developing metastatic lung nodules and analyzed by fluorescence/computer tomography imaging, quantitative neutron activation analysis and gold-enhanced optical microscopy. Results: We determined that B16F10 cells preferentially take up their own EVs, when compared with colon adenocarcinoma, macrophage and kidney cell-derived EVs. In addition, we were able to detect the preferential accumulation of B16F10 EVs in small metastatic tumors located in lungs when compared with the rest of the organs, as well as their precise distribution between tumor vessels, alveolus and tumor nodules by histological analysis. Finally, we observed that tumor EVs can be used as effective vectors to increase gold nanoparticle delivery towards metastatic nodules. Conclusions: Our findings provide a valuable tool to study the distribution and interaction of EVs in mice and a novel strategy to improve the targeting of gold nanoparticles to cancer cells and metastatic nodules by using the natural properties of malignant EVs. © 2020 The Author(s).Ítem Gold nanorods/siRNA complex administration for knockdown of PARP-1: A potential treatment for perinatal asphyxia(Dove Medical Press Ltd., 2018) Vio, Valentina; Riveros, Ana L.; Tapia-Bustos, Andrea; Lespay-Rebolledo, Carolyne; Pérez-Lobos, Ronald; Muñoz, Luis; Pismante, Paola; Morales, Paola; Araya, Eyleen; Hassan, Natalia; Herrera-Marschitz, Mario; Kogan, Marcelo J.Background: Perinatal asphyxia interferes with neonatal development, resulting in long-term deficits associated with systemic and neurological diseases. Despite the important role of poly (ADP-ribose) polymerase 1 (PARP-1) in the regulation of gene expression and DNA repair, overactivation of PARP-1 in asphyxia-exposed animals worsens the ATP-dependent energetic crisis. Inhibition of PARP-1 offers a therapeutic strategy for diminishing the effects of perinatal asphyxia. Methods: We designed a nanosystem that incorporates a specific siRNA for PARP-1 knockdown. The siRNA was complexed with gold nanorods (AuNR) conjugated to the peptide CLPFFD for brain targeting. Results: The siRNA was efficiently delivered into PC12 cells, resulting in gene silencing. The complex was administered intraperitoneally in vivo to asphyxia-exposed rat pups, and the ability of the AuNR-CLPFFD/siRNA complex to reach the brain was demonstrated. Conclusion: The combination of a nanosystem for delivery and a specific siRNA for gene silencing resulted in effective inhibition of PARP-1 in vivo. © 2018 Vio et al.Ítem HAI Peptide and Backbone Analogs—Validation and Enhancement of Biostability and Bioactivity of BBB Shuttles(Nature Publishing Group, 2018-12) Prades, Roger; Guixer, Bernat; Guerrero, Simón; Araya, Eyleen; Ciudad, Sonia; Kogan, Marcelo J.; Giralt, Ernesta; Teixidó, Meritxell; Arranz-Gibert, PolLow effectiveness and resistance to treatments are commonplace in disorders of the central nervous system (CNS). These issues concern mainly the blood-brain barrier (BBB), which preserves homeostasis in the brain and protects this organ from toxic molecules and biohazards by regulating transport through it. BBB shuttles—short peptides able to cross the BBB—are being developed to help therapeutics to cross this barrier. BBB shuttles can be discovered by massive exploration of chemical diversity (e.g. computational means, phage display) or rational design (e.g. derivatives from a known peptide/protein able to cross). Here we present the selection of a peptide shuttle (HAI) from several candidates and the subsequent in-depth in vitro and in vivo study of this molecule. In order to explore the chemical diversity of HAI and enhance its biostability, and thereby its bioactivity, we explored two new protease-resistant versions of HAI (i.e. the retro-D-version, and a version that was N-methylated at the most sensitive sites to enzymatic cleavage). Our results show that, while both versions of HAI are resistant to proteases, the retro-D-approach preserved better transport properties. © 2018, The Author(s).Ítem Liberación de carboxifluoresceína unida a nanopartículas de oro por irradiación láser(Universidad Andrés Bello, 2017) Goñi Fuentes, Maite Victoria; Araya, Eyleen; Facultad de Ciencias ExactasLa 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.Ítem 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 ExactasLas 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.Ítem NIR and glutathione trigger the surface release of methotrexate linked by Diels-Alder adducts to anisotropic gold nanoparticles(Elsevier Ltd, 2021-12) Bolaños, Karen; Sánchez-Navarro, Macarena; Giralt, Ernest; Acosta, Gerardo; Albericio, Fernando; Kogan, Marcelo J.; Araya, EyleenThe administration and controlled release of drugs over time remains one of the greatest challenges of science today. In the nanomaterials field, anisotropic gold nanoparticles (AuNPs) with plasmon bands centered at the near-infrared region (NIR), such as gold nanorods (AuNRs) and gold nanoprisms (AuNPrs), under laser irradiation, locally increase the temperature, allowing the release of drugs. In this sense, temporally controlled drug delivery could be promoted by external stimuli using thermo-reversible chemical reactions, such as Diels-Alder cycloadditions from a diene and a dienophile fragment (compound a). In this study, an antitumor drug (methotrexate, MTX) was linked to plasmonic AuNPs by a Diels-Alder adduct (compound c), which after NIR suffers a retro-Diels-Alder reaction, producing release of the drug (compound b). We obtained two nanosystems based on AuNRs and AuNPrs. Both nanoconstructs were coated with BSA-r8 (Bovine Serum Albumin functionalized with Arg8, all-D octa arginine) in order to increase the colloidal stability and promote internalization of the nanosystems on HeLa and SK-BR-3 cells. In addition, the presence of BSA allows protecting the cargo from being released on the extracellular environment and promotes the photothermal release of the drug in the presence of glutathione (GSH). The nanosystems' drug release profile was evaluated after NIR irradiation in the presence and absence of glutathione (GSH), showing a considerable increase of drug release when NIR light and glutathione were combined. This work broadens the range of possibilities of using two complementary strategies for the controlled release of an antitumor drug from AuNRs and AuNPrs: the photothermal cleavage of a thermolabile adduct controlled by an external stimulus (laser irradiation), complemented with the use of the intracellular metabolite GSH.Ítem Oligoarginine peptide conjugated to bsa improves cell penetration of gold nanorods and nanoprisms for biomedical applications(MDPI, 2021-08) Bolaños, Karen; Sánchez-Navarro, Macarena; Tapia-Arellano, Andreas; Giralt, Ernest; Kogan, Marcelo J.; Araya, EyleenGold nanoparticles (AuNPs) have been shown to be outstanding tools for drug delivery and biomedical applications, mainly owing to their colloidal stability, surface chemistry, and photothermal properties. The biocompatibility and stability of nanoparticles can be improved by capping the nanoparticles with endogenous proteins, such as albumin. Notably, protein coating of nanoparticles can interfere with and decrease their cell penetration. Therefore, in the present study, we functionalized albumin with the r8 peptide (All-D, octaarginine) and used it for coating NIR-plasmonic anisotropic gold nanoparticles. Gold nanoprisms (AuNPrs) and gold nanorods (AuNRs) were coated with bovine serum albumin (BSA) previously functionalized using a cell penetrating peptide (CPP) with the r8 sequence (BSA-r8 ). The effect of the coated and r8-functionalized AuNPs on HeLa cell viability was assessed by the MTS assay, showing a low effect on cell viability after BSA coating. Moreover, the internalization of the nanostructures into HeLa cells was assessed by confocal microscopy and transmission electron microscopy (TEM). As a result, both nanoconstructs showed an improved internalization level after being capped with BSA-r8, in contrast to the BSA-functionalized control, suggesting the predominant role of CPP functionalization in cell internalization. Thus, our results validate both novel nanoconstructs as potential candidates to be coated by endogenous proteins and functionalized with a CPP to optimize cell internalization. In a further approach, coating AuNPs with CPP-functionalized BSA can broaden the possibilities for biomedical applications by combining their optical properties, biocompatibility, and cell-penetration abilities. © 2021 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.Ítem “One for All”: Functional Transfer of OMV-Mediated Polymyxin B Resistance From Salmonella enterica sv. Typhi ΔtolR and ΔdegS to Susceptible Bacteria(Frontiers Media S.A., 2021-05) Marchant, Pedro; Carreño, Alexander; Vivanco, Eduardo; Silva, Andrés; Nevermann, Jan; Otero, Carolina; Araya, Eyleen; Gil, Fernando; Calderón, Iván L.; Fuentes, Juan A.The appearance of multi-resistant strains has contributed to reintroducing polymyxin as the last-line therapy. Although polymyxin resistance is based on bacterial envelope changes, other resistance mechanisms are being reported. Outer membrane vesicles (OMVs) are nanosized proteoliposomes secreted from the outer membrane of Gram-negative bacteria. In some bacteria, OMVs have shown to provide resistance to diverse antimicrobial agents either by sequestering and/or expelling the harmful agent from the bacterial envelope. Nevertheless, the participation of OMVs in polymyxin resistance has not yet been explored in S. Typhi, and neither OMVs derived from hypervesiculating mutants. In this work, we explored whether OMVs produced by the hypervesiculating strains Salmonella Typhi ΔrfaE (LPS synthesis), ΔtolR (bacterial envelope) and ΔdegS (misfolded proteins and σE activation) exhibit protective properties against polymyxin B. We found that the OMVs extracted from S. Typhi ΔtolR and ΔdegS protect S. Typhi WT from polymyxin B in a concentration-depending manner. By contrast, the protective effect exerted by OMVs from S. Typhi WT and S. Typhi ΔrfaE is much lower. This effect is achieved by the sequestration of polymyxin B, as assessed by the more positive Zeta potential of OMVs with polymyxin B and the diminished antibiotic’s availability when coincubated with OMVs. We also found that S. Typhi ΔtolR exhibited an increased MIC of polymyxin B. Finally, we determined that S. Typhi ΔtolR and S. Typhi ΔdegS, at a lesser level, can functionally and transiently transfer the OMV-mediated polymyxin B resistance to susceptible bacteria in cocultures. This work shows that mutants in genes related to OMVs biogenesis can release vesicles with improved abilities to protect bacteria against membrane-active agents. Since mutations affecting OMV biogenesis can involve the bacterial envelope, mutants with increased resistance to membrane-acting agents that, in turn, produce protective OMVs with a high vesiculation rate (e.g., S. Typhi ΔtolR) can arise. Such mutants can functionally transfer the resistance to surrounding bacteria via OMVs, diminishing the effective concentration of the antimicrobial agent and potentially favoring the selection of spontaneous resistant strains in the environment. This phenomenon might be considered the source for the emergence of polymyxin resistance in an entire bacterial community. © Copyright © 2021 Marchant, Carreño, Vivanco, Silva, Nevermann, Otero, Araya, Gil, Calderón and Fuentes.Ítem Peptide Targeted Gold Nanoplatform Carrying miR-145 Induces Antitumoral Effects in Ovarian Cancer Cells(MDPI, 2022-05) Salas-Huenuleo, Edison; Hernández, Andrea; Lobos-González, Lorena; Polakovicová, Iva; Morales-Zavala, Francisco; Araya, Eyleen; Celis, Freddy; Romero, Carmen; Kogan, Marcelo J.One of the recent attractive therapeutic approaches for cancer treatment is restoring downregulated microRNAs. They play an essential muti-regulatory role in cellular processes such as proliferation, differentiation, survival, apoptosis, cell cycle, angiogenesis, and metastasis, among others. In this study, a gold nanoplatform (GNPF) carrying miR-145, a downregulated microRNA in many cancer types, including epithelial ovarian cancer, was designed and synthesized. For targeting purposes, the GNPF was functionalized with the FSH33 peptide, which provided selectivity for ovarian cancer, and loaded with the miR-145 to obtain the nanosystem GNPF-miR-145. The GNPF-mir-145 was selectively incorporated in A2780 and SKOV3 cells and significantly inhibited cell viability and migration and exhibited proliferative and anchor-independent growth capacities. Moreover, it diminished VEGF release and reduced the spheroid size of ovarian cancer through the damage of cell membranes, thus decreasing cell viability and possibly activating apoptosis. These results provide important advances in developing miR-based therapies using nanoparticles as selective vectors and provide approaches for in vivo evaluation.Ítem Peptides and proteins used to enhance gold nanoparticle delivery to the brain: Preclinical approaches(Dove Medical Press Ltd., 2015-08) Velasco-Aguirre, Carolina; Morales, Francisco; Gallardo-Toledo, Eduardo; Guerrero, Simon; Giralt, Ernest; Araya, Eyleen; Kogan, Marcelo J.An exciting and emerging field in nanomedicine involves the use of gold nanoparticles (AuNPs) in the preclinical development of new strategies for the treatment and diagnosis of brain-related diseases such as neurodegeneration and cerebral tumors. The treatment of many brain-related disorders with AuNPs, which possess useful physical properties, is limited by the blood–brain barrier (BBB). The BBB highly regulates the substances that can permeate into the brain. Peptides and proteins may represent promising tools to improve the delivery of AuNPs to the central nervous system (CNS). In this review, we summarize the potential applications of AuNPs to CNS disorders, discuss different strategies based on the use of peptides or proteins to improve the delivery of AuNPs to the brain, and examine the intranasal administration route, which bypasses the BBB. We also analyze the potential neurotoxicity of AuNPs and the perspectives and new challenges concerning the use of peptides and proteins to enhance the delivery of AuNPs to the brain. The majority of the work described in this review is in a preclinical stage of experimentation, or in select cases, in clinical trials in humans. We note that the use of AuNPs still requires substantial study before being translated into human applications. However, for further clinical research, the issues related to the potential use of AuNPs must be analyzed. © 2015 Velasco-Aguirre et al.Ítem 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 QuímicaLas 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.Ítem 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 ExactasLa 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 BH3Ítem 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 ExactasLa 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.Ítem The influence of size and chemical composition of silver and gold nanoparticles on in vivo toxicity with potential applications to central nervous system diseases(Dove Medical Press Ltd, 2021) Báez, Daniela F.; Gallardo-Toledo, Eduardo; Oyarzún, María Paz; Araya, Eyleen; Kogan, Marcelo JThe physicochemical and optical properties of silver nanoparticles (SNPs) and gold nanoparticles (GNPs) have allowed them to be employed for various biomedical applications, including delivery, therapy, imaging, and as theranostic agents. However, since they are foreign body systems, they are usually redistributed and accumulated in some vital organs, which can produce toxic effects; therefore, this a crucial issue that should be considered for potential clinical trials. This review aimed to summarize the reports from the past ten years that have used SNPs and GNPs for in vivo studies on the diagnosis and treatment of brain diseases and those related to the central nervous system, emphasizing their toxicity as a crucial topic address. The article focuses on the effect of the nanoparticle´s size and chemical composition as relevant parameters for in vivo toxicity. At the beginning of this review, the general toxicity and distribution studies are discussed separately for SNPs and GNPs. Subsequently, this manuscript analyzes the principal applications of both kinds of nanoparticles for glioma, neurodegenerative, and other brain diseases, and discusses the advances in clinical trials. Finally, we analyze research prospects towards clinical applications for both types of metallic nanoparticles. © 2021 Báez et al.