Tailored-made polydopamine nanoparticles to induce ferroptosis in breast cancer cells in combination with chemotherapy

Abstract

[ES] La ferroptosis está ganando adeptos como mecanismo de eliminación selectiva de células cancerosas de forma no apoptótica y se están desarrollando cada vez más nuevos nanosistemas capaces de inducir esta muerte dependiente del hierro. Entre ellos, las nanopartículas de polidopamina (PDA NPs) están despertando interés. En este trabajo, las NPs de PDA fueron cargadas con Fe3+ a a diferentes valores de pH para evaluar la importancia que el pH puede tener en la determinación de su actividad terapéutica y selectividad. Además, también se cargó doxorrubicina en las nanopartículas para conseguir un efecto sinérgico. Los ensayos in vitro realizados con las líneas celulares BT474 y HS5 mostraron que, cuando el Fe3+ se adsorbió en las NPs de PDA a valores de pH cercanos a los que se empieza a formar el Fe(OH)3, estas nanopartículas tenían una mayor actividad antitumoral y selectividad a pesar de haber quelado una menor cantidad de Fe3+. Por otra parte, se demostró que el Fe3+ podía ser liberado en los endo/lisosomas tardíos gracias a su pH ácido y a su contenido en Ca2+, y que cuando el Fe3+ se transportaba junto con la doxorrubicina, la actividad terapéutica de las NPs de PDA aumentaba. Por lo tanto, las NPs PDA cargadas con Fe3+ y doxorrubicina pueden constituir un buen enfoque para atacar tumores de mama.

[EN]Ferroptosis is gaining followers as mechanism of selective killing cancer cells in a nonapoptotic manner, and novel nanosystems capable of inducing this iron-dependent death are being increasingly developed. Among them, polydopamine nanoparticles (PDA NPs) are arousing interest, since they have great capability of chelating iron. In this work, PDA NPs were loaded with Fe3+ at different pH values to assess the importance that the pH may have in determining their therapeutic activity and selectivity. In addition, doxorubicin was also loaded to the nanoparticles to achieve a synergist effect. The in vitro assays that were performed with the BT474 and HS5 cell lines showed that, when Fe3+ was adsorbed in PDA NPs at pH values close to which Fe(OH)3 begins to be formed, these nanoparticles had greater antitumor activity and selectivity despite having chelated a smaller amount of Fe3+. Otherwise, it was demonstrated that Fe3+ could be released in the late endo/lysosomes thanks to their acidic pH and their Ca2+ content, and that when Fe3+ was co-transported with doxorubicin, the therapeutic activity of PDA NPs was enhanced. Thus, reported PDA NPs loaded with both Fe3+ and doxorubicin may constitute a good approach to target breast tumors.