Nanopartículas de Oro Modificadas con 6-Mercaptopurina y Péptido Derivado Rabia Mejoran Proliferación y Crecimiento Neurítico en Células Neurales SH-SY5Y

Resumen

La neurorregeneración demanda biomateriales que estimulen proliferación neuronal y extensión axonal. Presentamos plataforma neurofílica novedosa: nanopartículas oro (AuNPs) funcionalizadas con 6-mercaptopurina (6MP) y péptido penetrante neurona (RDP). Al exponer células neuroblastoma SH-SY5Y a conjugados 6MP-AuNPs-RDP, actividad metabólica y longitud neuritas aumentaron marcadamente versus controles. Importante, células recuperadas criopreservación retuvieron ventajas crecimiento, indicando tolerancia robusta al nanomaterial. Hallazgos apoyan desarrollo 6MP-AuNPs-RDP como nanomaterial neurofílico seguro y efectivo.

Introducción

Promoción efectiva proliferación neuronal y crecimiento neurítico es piedra angular estrategias regenerativas trastornos neurodegenerativos: Alzheimer, Parkinson, accidente cerebrovascular (1–4). Química superficial biomateriales puede modular morfología celular, proliferación, diferenciación, ofreciendo ruta prometedora agentes neurofílicos (5,6). Nanopartículas oro (AuNPs) atractivas aplicaciones biomédicas por síntesis fácil, versatilidad superficial, baja toxicidad, biocompatibilidad (7,8). Trabajo previo demostró nanobarras oro con láser baja potencia alargaron neuritas NG108-15 hasta 25 µm (9).

6-Mercaptopurina (6MP) fármaco antiinflamatorio une AuNPs vía enlaces Au-S, permitiendo funcionalización (10). Aunque 6MP-AuNPs usados sensado cuantitativo fármaco (11), efectos celulares inexplorados. Investigamos 6MP-AuNPs y péptido blanco neuronal (RDP) en modelo neuroblastoma humano SH-SY5Y, elegido por alta sensibilidad ambiental y relevancia estudios biomateriales neurales.

Métodos / Experimental

Síntesis Conjugado 6MP-AuNPs-RDP

AuNPs 20 nm recubiertos citrato preparados por reducción clásica Turkevich HAuCl₄·3H₂O (0,01 %) con citrato sodio (38,8 mM). 6MP (0,046 nM) y AuNPs (0,33 mM) incubados 5 h temperatura ambiente, luego centrifugados 17 000 g 30 min. Pellet lavado tres veces agua desionizada. Para modificación RDP, péptido (0,023 nM) co-incubado con mezcla AuNP/6MP idénticas condiciones. Péptido FAM-etiquetado scramblado (FAM-SP) sirvió control. Partículas resuspendidas 0,1 M NaOH (pH 9,0), filtradas (0,22 µm), almacenadas 4 °C.

Caracterización Partículas

Espectros UV/Vis registrados Shimadzu UV-2450. Distribución tamaño y potencial zeta medidos Malvern Zetasizer Nano ZS tras dilución. Microscopía electrónica transmisión (TEM, Shimadzu) confirmó morfología esférica.

Cultivo Celular

Células SH-SY5Y mantenidas DMEM/F-12 (1:1) suplementado 10 % SFB, 100 U/mL penicilina, 100 µg/mL estreptomicina a 37 °C, 5 % CO₂.

Ensayo Captación Celular

Células (5 × 10⁴ células/pozo) incubadas 0,25 µg/mL 6MP-AuNPs-RDP FAM-etiquetado o 6MP-AuNPs-SP 2 h. Microscopía fluorescencia (Olympus) y espectrofluorometría (Hitachi) cuantificaron internalización.

Impacto Crecimiento Neuronal

Para proliferación, células sembradas 5 × 10⁵ células/pozo tratadas 0–1,0 µg/mL 6MP-AuNPs-RDP 24 h. Conteos células (contador automático Bio-Rad) y actividad metabólica MTT (490 nm) evaluadas. Longitud neuritas medida tras 3 días tratamiento diario 0,25 µg/mL usando ImageJ. Platos recubiertos superficie (3,5 cm) también preparados evaluar extensión neuritas sobre capa nanopartículas.

Análisis Estadístico

Datos (n = 4) media ± SEM, analizados ANOVA un factor prueba Dunnett (SPSS 13.0). p < 0,05 denota significancia.

Resultados

Apariencia y Propiedades Fisicoquímicas Nanopartículas

AuNPs exhibieron color rojo; adición 6MP tornó solución oscura, formando precipitado azul-negro tras 5 h. Disolución pH 9,0 produjo solución rosa, que re-precipitó pH 7,4. DLS reveló diámetro medio 20,5 nm 6MP-AuNPs y 24,6 nm 6MP-AuNPs-RDP; potenciales zeta −37,2 mV y −25,8 mV respectivamente (Figura 2c,d). TEM confirmó morfología esférica.

Captación Celular Mejorada vía RDP

pH 7,4, 6MP-AuNPs-RDP agregó menos y mostró placa pericelular prominente, mientras 6MP-AuNPs formó agregados extensos (Figura 3a). Imagen fluorescencia mostró señal intracelular fuerte 6MP-AuNPs-RDP vs señal débil 6MP-AuNPs-SP (Figura 3b-d), indicando RDP aumenta marcadamente internalización nanopartículas.

Promoción Proliferación y Actividad Metabólica

Ambos 6MP-AuNPs y 6MP-AuNPs-RDP aumentaron conteos células y absorbancia MTT manera dependiente dosis; efectos mayores para partículas conjugadas RDP (Figura 4a,b). RDP solo no alteró crecimiento.

Mejora Crecimiento Neurítico

Tras 24 h exposición 1,0 µg/mL partículas, células tratadas 6MP-AuNPs-RDP exhibieron neuritas significativamente más largas que controles y 6MP-AuNPs (Figura 5a,b). RDP solo sin efecto. Aplicado como recubrimiento superficial, 6MP-AuNPs-RDP aceleró extensión neuritas y facilitó internalización citoplasma y núcleo (Figura 6d,e).

Efecto Criopreservación

Células pre-tratadas 1,0 µg/mL 6MP-AuNPs-RDP retuvieron proliferación mejorada y longitud neuritas tras descongelación, demostrando tolerancia robusta almacenamiento criogénico (Figura 7a-c).

Discusión

Datos confirman 6MP-AuNPs-RDP combina biocompatibilidad nanoestructuras oro con capacidad captación neuronal RDP y propiedades promotoras crecimiento grupo purina expuesto 6MP. Comportamiento ácido-base conjugado (pI ≈ 7,8) alinea pH fisiológico, reduciendo agregación medios celulares. RDP media endocitosis vía receptores GABA o acetilcolina nicotínico, consistente estudios previos nanopartículas funcionalizadas péptidos (15–19). Grupos purina expuestos superficie nanopartícula pueden activar vías MAPK/ERK y PI3K/Akt, reguladores clave diferenciación neuronal y crecimiento neurítico (21–23). Importante, células SH-SY5Y toleran exposición repetida y criopreservación, subrayando perfil seguridad plataforma.

Conclusiones

Nanopartículas oro funcionalizadas 6-mercaptopurina y péptido derivado rabia RDP constituyen nanomaterial neurofílico potente que promueve proliferación neuronal y extensión neurítica manteniendo biocompatibilidad. Hallazgos apoyan desarrollo 6MP-AuNPs-RDP para estrategias terapéuticas neurorregeneración.

Abreviaturas

6MP

6-Mercaptopurina

AD

Enfermedad Alzheimer

AuNPs

Nanopartículas oro

DLS

Dispersión luz dinámica

DMEM

Medio Dulbecco modificado Eagle

DMSO

Dimetil sulfóxido

FCS

Suero ternero fetal

MTT

3-(4,5-Dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolio bromuro

PD

Enfermedad Parkinson

RDP

Péptido derivado virus rabia

TEM

Microscopía electrónica transmisión