Fabrication of folic acid-containing biohybrid structures for the controlled uptake in cancer cells

Abstract

In this work, biohybrid structures (BHS) based on streptavidin and pentavalent biotinylated dendritic glycopolymer were fabricated through non-covalent streptavidin-biotin conjugation and further functionalized with the folic acid for the selective targeting to tumor cells. Characterization of the hydrodynamic size and zeta potential of the structures together with the cytotoxicity studies were performed to assess the physical properties and biocompatibility of the structures. It was shown that stable BHS with defined sizes can be obtained due to a controlled polyassociation reaction. Furthermore, BHS are biocompatible and do not cause toxicity to the cells under the given experimental conditions. Next, the effect of the folic acid ligand on the targeting function towards folate receptor expressing cancer cells was studied in flow cytometry experiments. For this purpose the amount of folic acid, the length of the PEG-chain / spacer, and the type of protein used were evaluated, as well as the impact of purification strategies. Additionally, the cell uptake mechanism was also briefly looked into.

Neste trabalho foram fabricadas estruturas bio-híbridas (BHS) à base de glicopolímeros dendríticos biotinilados e estreptavidina as quais foram posteriormente funcionalizadas com o ácido fólico com vista ao reconhecimento preferencial por células tumorais. A estratégia de fabricação recorreu, em ambos os casos, a interações não-covalentes. A caracterização das estruturas no que respeita ao seu tamanho hidrodinâmico e potencial zeta, em conjunto com os estudos de citotoxicidade, foram realizados no sentido de avaliar as propriedades físicas, assim como a biocompatibilidade das estruturas. Os resultados obtidos demonstraram que BHS estáveis, com tamanhos definidos, podem ser obtidas através de poliassociação controlada. Além disso, nas condições experimentais consideradas, as BHS apresentam biocompatibilidade e não apresentam toxicidade para as células. Seguidamente, avaliou-se a influência do ligando do ácido fólico sobre a segmentação de células cancerígenas ricas em receptores de folato por citometria de fluxo. Para tal, foi avaliado o efeito da quantidade de ácido fólico, do comprimento da cadeia de PEG (espaçador) e da concentração de BHS, tal como o impacto das estratégias de purificação. Adicionalmente foi ainda estudado o mecanismo de absorção celular.