DYNAMIC UNIVERSITY THESIS

Uso de nanopartículas metalo-orgánicas (MOFs) a base de bismuto y ácido elágico para optimizar la diferenciación muscular

Regina Villarreal Ramírez

Supevisores: Dra. Nadia Mireya Murillo Melo Dr. Jonathan Javier Magaña Aguirre

6 de mayo 2024

Expresión secuencial de marcadores de diferenciación muscular

(Abmayr & Pavlath, 2012)

(Schmidt et al., 2019)

Ácido elágico

(Evtuguin D., 2021)

P.F: >360°C

P.M: 302.19 g/mol

Polifenol

Estabilidad térmica

(PubChem, 2024)

Antecedentes

Ácido elágico

P.F: 350°C

(Romeo et al., 2021)

(Wylly Ramsés García-Niño & Zazueta, 2015)

Nanopartículas

(WichLab, 2017)

(Altammar, 2023)

Conceptos esenciales de los MOFs

• Estructuración: porosa con compuestos orgánicos e inorgánicos
• Función: Cargar y liberar múltiples compuestos en la ubicación correcta
• Tamaño: 1 - 100 nm
• Diseño: depende de su carga total, la ruta de administración y la estrategia de entrega

Imagen 1. Representación de MOF basado en bismuto y ácido elágico. (Erik Svensson Grape et al., 2020)

Estructuración

(Obeso et al., 2023)

(He et al., 2021)

Tamaños

(He et al., 2021)

Diseño

Estrategia de entrega

Potencial zeta

Célula/ Tejido objetivo

Ruta de administración

(He et al., 2021)

Función

( Pettinari et al., 2017)

(Erik Svensson Grape et al., 2020)

(Obeso et al., 2023)

Evaluación del ácido elágico en la diferenciación muscular

(Farah, 2023)

Evaluación del ácido elágico en la diferenciación muscular

(Farah, 2023)

Evaluación de expresión de factores miogénicos

(Farah, 2023)

Objetivos específicos

Objetivo general:

• Objetivo 1: Análisis de morfología de miotubos.
• Objetivo 2: Determinación de índice fusogénico.
• Objetivo 3: Análisis de expresión de MyoG y MyH por medio de Western Blot.
• Objetivo 4: Análisis de expresión de genes específicos (MyoD, MyoG, MyH).
• Objetivo 5: Análisis de citotoxicidad.
• Objetivo 6: Análisis de expresión de MyoG y MyH por medio de inmunofluorescencia.
• Objetivo 7: Perfil de liberación.

Evaluar el efecto de las MOFs n-SU-101 en el proceso de diferenciación muscular a través de diferentes técnicas de biología molecular.

Metodología

Imagen 2. Procedimiento para la realización de tratamientos

Imagen 1. Procedimiento para la evaluación de diferenciación muscular

Microscopía de campo claro

Objetivo 1: Análisis de morfología de miotubos

Índice fusogénico

Objetivo 2: Análisis de porcentaje de células multinucleadas

Expresión relativa de MyoG por WB

Objetivo 3: Análisis de expresión de factores de transcipción

Control

AE 10uM

AE 12uM

Expresión relativa de MyH por WB

Objetivo 3: Análisis de expresión de factores de transcipción

Control

AE 10uM

AE 12uM

Expresión relativa de genes MyoD, MyoG, y MyH por RT-qPCR

Objetivo 4: Análisis de expresión génica

Análisis de viabilidad celular por medio de ensayo de resazurina a 24 hrs

Objetivo 5: Análisis de citotoxicidad

Conclusión

• Los resultados sugieren que una mayor concentración de ácido elágico tiende a mostrar mayor expresión de marcadores de diferenciación muscular.
• Es necesario realizar repeticiones de ensayos para disminuir la desviación estándar.

Referencias

• Altammar, K. A. (2023). A review on nanoparticles: characteristics, synthesis, applications, and challenges. Frontiers in Microbiology, 14. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1155622

• Evtuguin., D. (2021, November 25). Applications of Ellagic Acid and Its Derivatives. Encyclopedia.pub; Dmitry Evtuguin. https://encyclopedia.pub/entry/16409

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• Erik Svensson Grape, Flores, J., Hidalgo, T., Martínez‐Ahumada, E., Aı̀da Gutièrrez-Alejandre, Hautier, A., Williams, D. R., O’Keeffe, M., Lars Öhrström, Willhammar, T., Horcajada, P., Ibarra, I. A., & A. Ken Inge. (2020). A Robust and Biocompatible Bismuth Ellagate MOF Synthesized Under Green Ambient Conditions. Journal of the American Chemical Society, 142(39), 16795–16804. https://doi.org/10.1021/jacs.0c07525
• Farah, S. (2023).Evaluation of the Effect of Ellagic Acid on Muscle Differentiation.

• He, S., Wu, L., Li, X., Sun, H., Xiong, T., Liu, J., Huang, C., Xu, H., Sun, H., Chen, W., Ruxandra Gref, & Zhang, J. (2021). Metal-organic frameworks for advanced drug delivery. Acta Pharmaceutica Sinica B, 11(8), 2362–2395. https://doi.org/10.1016/j.apsb.2021.03.019

• Hofmann, P. (2006). The surfaces of bismuth: Structural and electronic properties. Progress in Surface Science, 81(5), 191–245. https://doi.org/10.1016/j.progsurf.2006.03.001

• Javad Sharifi‐Rad, Quispe, C., Marina, C., Caroca, R., Lazo-Vélez, M. A., Halyna Antonyak, Polishchuk, A. I., Lysiuk, R., Petro Oliinyk, Luigi De Masi, Bontempo, P., Martorell, M., Sevgi Durna Daştan, Rigano, D., Wink, M., & Cho, W. C. (2022). Ellagic Acid: A Review on Its Natural Sources, Chemical Stability, and Therapeutic Potential. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2022, 1–24. https://doi.org/10.1155/2022/3848084

Referencias

• ‌Linnane, E., Haddad, S., Melle, F., Mei, Z., & Fairen-Jiménez, D. (2022). The uptake of metal–organic frameworks: a journey into the cell. Chemical Society Reviews, 51(14), 6065–6086. https://doi.org/10.1039/d0cs01414a ‌
• Pettinari, C., Marchetti, F., Mosca, N., Tosi, G., & Дроздов, А. А. (2017). Application of metal − organic frameworks. Polymer International, 66(6), 731–744. https://doi.org/10.1002/pi.5315

• ‌Obeso, J. L., Flores, J., Flores, C. V., López-Cervantes, V. B., Martínez-Jiménez, V., Reyes, Lima, E., Solis‐Ibarra, D., Ibarra, I. A., Leyva, C., & Peralta, R. A. (2023). SU-101: A Bi(III)-based Metal-Organic Framework as an efficient heterogeneous catalyst for the CO2 cycloaddition reaction. Dalton Transactions, 52(35), 12490–12495. https://doi.org/10.1039/d3dt01743e

• Shahbazi, M., Faghfouri, L., Ferreira, A., Figueiredo, P., Maleki, H., Farshid Sefat, Jouni Hirvonen, & Santos, H. A. (2020). The versatile biomedical applications of bismuth-based nanoparticles and composites: therapeutic, diagnostic, biosensing, and regenerative properties. Chemical Society Reviews, 49(4), 1253–1321. https://doi.org/10.1039/c9cs00283a

• Wich Research Lab. (2022). Wich Research Lab. https://www.wichlab.com/
• Wylly Ramsés García-Niño, & Zazueta, C. (2015). Ellagic acid: Pharmacological activities and molecular mechanisms involved in liver protection. Pharmacological Research, 97, 84–103. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2015.04.008

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Futuras perspectivas

• Perfil de liberación
• Ensayos de inmunofluorescencia
• Repeticiones pertinentes