“GRAFENO EN EL TRATAMIENTO DEL CÁNCER”

FACULTAD DE FARMACIA. UNIVERSIDAD COMPLUTENSE

INTRODUCCIÓN No hay que olvidar su relevancia en el ámbito de la salud, es en este campo donde nos
centramos, al ser funcionalizado, puede ser usado para transportar fármacos, contribuir
El grafeno es un material nanométrico bidimensional que consistente en una sola capa de átomos de carbono para la secuenciación de ADN, utilizarse como biosensores, servir para la creación de
fuertemente cohesionados mediante enlaces que presentan hibridación sp2 y dispuestos en una superficie prótesis, e incluso mejorar el tratamiento de algunas enfermedades y para rastrear el
uniforme, ligeramente ondulada. El grafeno es una de las formas alotrópicas del carbono, como lo son también el entorno celular para la regeneración de tejidos.(3)
grafito y el diamante. Así, un milímetro de grafito contiene tres millones de capas de grafeno.
La gran importancia del grafeno radica en su potencial uso en nanomedicina, sus
Es el material más resistente que se conoce en la naturaleza, más fuerte que el acero estructural con su mismo características y posibilidades hacen que se puedan realizar múltiples formas de
espesor y más duro al rayado que el diamante, y, sin embargo, su grosor oscila entre 1 y 10 átomos de carbono. liberación y diversos sistemas de liberación controlada de fármacos gracias a lo cual
podemos realizar terapias dirigidas a una zona concreta, como tratamiento
Sintetizado por primera vez en 2004 por los científicos
Propiedades: exclusivamente de masa tumoral, lo que es muy importante para poder reducir la
de origen ruso Andre Geim y Konstantin Novoselov por
cantidad de fármaco que se usa y así rebajar notablemente los efectos adversos.(4)
Alta conductividad térmica y eléctrica el que recibieron el Premio Nobel de Física 2010, el
Elástico y flexible grafeno es tan buen conductor de la electricidad como lo Nanocompuestos de Grafeno
Con gran superficie específica es el cobre y mejor conductor térmico que todos los
Alta movilidad de los electrones materiales conocidos. Estos investigadores obtuvieron a
Muy denso (no lo atraviesa el helio) Óxido de grafeno (OG).
partir del carbono grafito una lámina de grafeno de un
Biocompatible Lámina de grafeno donde abundan los grupos carboxílicos, epóxidos,
átomo de espesor, constituyendo el cristal más hidroxilos y abundantes grupos hidrofílicos gracias a los cuales se
Inerte químicamente
bidimensional de la naturaleza.(2) realizan uniones con fármacos mediante interacciones y enlaces π-π.
Métodos de Obtención Grafeno conjugado a otro metal como Au, Ag o Pt, entre otros.
Síntesis Química Síntesis por Método Físico La hibridación de estos elementos le otorga las propiedades
eléctricas, térmicas, químicas o mecánicas que le permiten una
Estrategia Bottom up. aplicación dirigida.
Estrategia Top down. El grafeno se obtiene a partir de Método de la Cinta Scotch o
los átomos de carbono generados exfoliación micromecánica.
El grafeno se obtiene con la tras la descomposición de OBJETIVOS
exfoliación de materiales de Consiste en obtener grafeno a
hidrocarburos, generalmente a base de deshojar el grafito con
carbono, normalmente grafito, Conocer el grafeno, sus propiedades e importancia, así como el uso de este material en
altas temperaturas. cinta adhesiva. Tras sucesivas
para obtener láminas de grafeno el campo médico, concretamente en nanomedicina, y los últimos avances en
mediante procesos mecánicos Como la deposición química en pasadas, parte del grafito se va funcionalización y utilización del mismo para detección y tratamiento de enfermedades
y/o químicos. fase de vapor (CVD) y el eliminando y se obtienen capas
entre las que destacan el cáncer de pulmón.
crecimiento epitaxial sobre de grafeno de pequeño espesor.
sustratos. MATERIAL Y MÉTODOS
La principal problemática y razón de limitaciones de su uso es que Se ha realizado una búsqueda bibliográfica usando como base de datos principal
no es escalable a nivel industrial. ScienceDirect. La consulta ha sido de 10 artículos, en el 50% se exponía la capacidad de
detección y el otro 50% de tratamiento de cáncer por medio de sistemas de liberación.
Puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar Se ha buscado que la información fuera lo más nueva posible para llegar a conocer el
compuestos nuevos con diferentes propiedades, lo que abre un punto en el que se encuentra el uso del grafeno en la actualidad utilizando información
abanico prácticamente ilimitado de campos de aplicación. de libre acceso y de acceso restringido a investigadores.

RESULTADOS

Uso del Grafeno en Nanomedicina Aplicación del grafeno para la detección de cáncer
-Inmunosensor con base de óxido de grafeno rica en
Liberación De Fármacos Sensibles A Estímulos Endógenos grupos carboxílicos utilizada para detectar MUC1, un
marcador tumoral existente en variedad de tumores
Liberación respondiendo al pH
Liberación respondiendo al potencial redox. malignos. OG - SPCE - EDC - AcMUC1. Detección con azul
Microambiente del tumor  más ácido. Liberación respondiendo a biomoléculas. de metileno.(6)
La supervivencia y crecimiento de células
La doxorrubicina (DOX), anticancerígeno cancerígenas  aumento de su contenido -ATP como gatillo. Dos capas de grafeno unidas
inhibidor del ADN, ARN y síntesis proteica, se en glutatión (GSH). por DNA que se hibridan con un aptámero de
protona en este medio. ATP cargadas de DOX.
-OG-disulfuro-PEG, que se cargan de DOX
-DOX-OG respondería al pH liberando el mediante enlaces π-π. -Sistema TRAIL. Láminas de grafeno con DOX y
fármaco en su lugar de acción. TRAIL (TNF-releated apoptosis-inducing ligand),
Este sistema se interioriza por la célula
-OG-PDEA unido a camptotecina, que interfiere mediante endocitosis y en presencia de GSH el que es una molécula inductora de apoptosis:
en la acción de la topoisomerasa I, actúa puente disulfuro es rápidamente escindido para TRAILacción en la superficie celular.
liberando el fármaco en condiciones ácidas. liberar DOX realizando así la quimioterapia del Detección y tratamiento del cáncer de pulmón
DOXliberación con pH. gracias al grafeno
Con diferentes capas responden a diferentes tumor.
pHs.

Liberación De Fármacos Sensibles a Estímulos Físicos Externos

Liberación en respuesta a la luz Liberación en respuesta a campo magnético Liberación en respuesta a la temperatura
-OG-PEG-DOX. OG responde a NIR. Hipertermiadirigir a la zona tumoral -OG-PNIPAM-CPT con una liberación que
partículas que al aplicarles un campo responde a la temperatura.(4)
magnético alterno generan calor llegando a
destruir las células de alrededor.
-Óxido de hierro rodeado de OG y se cargaron Biosensor Liberación
con DOX, uniendo ácido fólico (AF) ocurriría electroquímico 3D de dirigida de SNX-
una liberación doblemente controlada, la nanopartículas grafeno- 2112 por un
hipertermia del núcleo y la unión por el Ag para detección polisacárido
receptor del AF. sensible de CYFRA21-1 modificado con
DNA.(7) base de OG.(8)
Nanocompuestos de grafeno y oro
Síntesis Detección y diagnóstico Tratamiento
Usando OG como sustrato en el que se Gracias a su capacidad conductora  podemos hacer biosensores. Se clasifican en: inmuno- Sistemas de liberación dirigida, para terapias fototérmicas y
deposita el oro en la superficie, así sensores (hibridación al nanocompuesto de un Ac complementario al antígeno buscado), geno- fototerapia y quimioterapia dirigida. Terapia fotodinámica 
mientras que el grafeno envuelve al biosensores (se funcionaliza el OG-Au con aptámeros, secuencias de DNA, etc. consiguiendo técnica basada en el empleo de sustancias fluorescentes que por
oro, protege al mismo de la una respuesta altamente selectiva y con límites de detección muy altos) y sensores enzimáticos acción de la luz se excitan dando lugar a un estado excitado, que en
agregación. (nanovehículos de enzimas para evitar su desnaturalización). lugar de decaer hacia un nivel inferior de energía con la liberación
de un fotón, se intercambia con una molécula de oxigeno dando
CONCLUSIÓN lugar a especies radicalarias que actúan de gatillo para ayudar a la
erradicación de las células cancerígenas.(5)
Desde su descubrimiento, el grafeno con sus propiedades físicas y químicas exhibe un amplio potencial para BIBLIOGRAFÍA
su aplicación en diferentes campos, como la biomedicina. Para las aplicaciones biomédicas se usa 1. https://www.graphenano.com/que-es-el-grafeno/
nanopartículas de grafeno cuya superficie se funcionalizan o cargan con fármacos para su uso como 2. http://upminnovatech.blogspot.com.es/2015/12/la-revolucion-de-los-nuevos-materiales.html
3. https://www.graphenano.com/wp-content/uploads/2017/11/Que-es-el-grafeno.pdf
nanovehículos en tratamientos anticancerígenos o diagnóstico temprano de cáncer. También, es de remarcar 4. Kai Yang, Liangzhu Feng y Zhuang Liub. Stimuli responsive drug delivery systems based on nano-graphene for cancer therapy. Advanced Drug
la posibilidad que tiene este material para realizar terapias que respondan al pH, potencial redox, Delivery Reviews 105 (2016) 228–241.
5. Lina A. Al-Ani, Mohammed A. AlSaadi, Farkaad A. Kadir, Najihah M. Hashim, Nurhidayatullaili M. Julkapli y Wageeh A. Yehye. Graphenee gold
biomoléculas orgánicas, temperatura, luz o campos magnéticos. based nanocomposites applications in cancer diseases; Efficient detection and therapeutic tools. European Journal of Medicinal Chemistry 139
(2017) 349-366.
Esta forma halotrópica de carbono está en continua evolución y tiene unas posibilidades de uso muy altas 6. Sajid Raufa, Geetesh K. Mishrab, Jahanzaib Azhara, Rupesh K. Mishra, K. Yugender Goudd, Muhammad Azhar Hayat Nawaza, Jean Louis
Martyd y Akhtar Hayata. Carboxylic group riched graphene oxide based disposable electrochemical immunosensor for cancer biomarker
gracias a la capacidad de fijación del “target” con pasos sencillos y otras muchas ventajas como el bajo coste detection. Analytical Biochemistry 545 (2018) 13–19.
que hacen que este material sea muy adecuado para su uso en cáncer, ya que los métodos para detección de 7. Mei Chena, Yuanyuan Wanga, Huilan Sub, Li Maob, Xinni Jianga, Tao Zhanga y Xiaozhen Dai. Three-dimensional electrochemical DNA
biosensor based on 3Dgraphene-Ag nanoparticles for sensitive detection of CYFRA21-1 in non-small cell lung cancer. Sensors and Actuators B
marcadores tumorales o células cancerígenas son muy caros y complejos. 255 (2018) 2910–2918.
8. Xuan Liua, Xiaozhen Chengb, Fengzhe Wanga, Longbao Fenga, Yu Wang, Yanfang Zhengb y Rui Guo. Targeted delivery of SNX-2112 by
polysaccharide-modified graphene oxide nanocomposites for treatment of lung cancer. Carbohydrate Polymers 185 (2018) 85–95.