Pectin-Coated Plasmonic Nanoparticles for Photodynamic Therapy: Inspecting the Role of Serum Proteins

Autores
Cisneros, José Sebastián; Chain, Cecilia Yamil; Rivas Aiello, Maria Belen; Parisi, Julieta Marcia; Castrogiovanni, Daniel Cayetano; Bosio, Gabriela Natalia; Martire, Daniel Osvaldo; Vela, Maria Elena
Año de publicación
2021
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Plasmonic metal nanoparticles (NPs) can be used as enhancers of the efficiency of standard photosensitizers (PSs) in photodynamic therapy (PDT). Protein corona, the adsorption layer that forms spontaneously around NPs once in contact with biological fluids, determines to a great extent the efficiency of PDT. In this work, we explore the possibility that pectin-coated Au NPs (Au@Pec NPs) could act as adjuvants in riboflavin (Rf)-based PDT by comparing the photodamage in HeLa cells cultured in the presence and in the absence of the NPs. Moreover, we investigate the impact that the preincubation of Rf and Au@Pec NPs (or Ag@Pec NPs) at two very different serum concentrations could have on cell's photodamage. Because reactive oxygen species (ROS) precursors are the excited states of the PS, the effect of proteins on the photophysics of Rf and Rf/plasmonic NPs was studied by transient absorption experiments. The beneficial effect of Au@Pec NPs in Rf-based PDT on HeLa cells cultured under standard serum conditions was demonstrated for the first time. However, the preincubation of Rf and Au@Pec NPs (or Ag@Pec NPs) with serum has undesirable results regarding the enhancement of Rf-based PDT. In this sense, we also verified that more concentrated protein conditions result in lower amounts of the triplet excited state of Rf and thus an expected lower production of ROS, which are the key elements for PDT's efficacy. These findings point out the relevance of serum concentration in the design of in vitro cell culture experiments carried out to determine the best way to combine and use potential sensitizers with plasmonic NPs to develop more effective PDTs.
Fil: Cisneros, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: Chain, Cecilia Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: Rivas Aiello, Maria Belen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: Parisi, Julieta Marcia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina
Fil: Castrogiovanni, Daniel Cayetano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina
Fil: Bosio, Gabriela Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: Martire, Daniel Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: Vela, Maria Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Materia
Nanoparticles
silver
photodynamic therapy
cell culture
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Moreover, we investigate the impact that the preincubation of Rf and Au@Pec NPs (or Ag@Pec NPs) at two very different serum concentrations could have on cell's photodamage. Because reactive oxygen species (ROS) precursors are the excited states of the PS, the effect of proteins on the photophysics of Rf and Rf/plasmonic NPs was studied by transient absorption experiments. The beneficial effect of Au@Pec NPs in Rf-based PDT on HeLa cells cultured under standard serum conditions was demonstrated for the first time. However, the preincubation of Rf and Au@Pec NPs (or Ag@Pec NPs) with serum has undesirable results regarding the enhancement of Rf-based PDT. In this sense, we also verified that more concentrated protein conditions result in lower amounts of the triplet excited state of Rf and thus an expected lower production of ROS, which are the key elements for PDT's efficacy. These findings point out the relevance of serum concentration in the design of in vitro cell culture experiments carried out to determine the best way to combine and use potential sensitizers with plasmonic NPs to develop more effective PDTs.Fil: Cisneros, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Chain, Cecilia Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Rivas Aiello, Maria Belen. 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Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Bosio, Gabriela Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Martire, Daniel Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Vela, Maria Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. 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