Currently, gold nanoparticles have found applications in engineering and medical sciences, taking advantage from their properties and characteristics. Surface plasmon resonance, for instance, is one of the main features for optical applications and other physical properties, like high density, that represents the key for cellular uptake. Among other applications, in the medical field, some diseases may be treated by using gene therapy, including monogenetic or polygenetic disorders and infections. Gene adding, suppression, or substitution is one of the many options for genetic manipulation. This work explores an alternative non-viral method for gene transfer by using gold nanoparticles functionalized with organic polymers; two routes of synthesis were used: one of them with sodium borohydride as reducing agent and the other one with chitosan oligosaccharide as reducing and stabilizing agent. Gold nanoparticles conjugated with chitosan, acylated chitosan and chitosan oligosaccharide, were used to evaluate transfection efficiency of plasmid DNA into cell culture (HEK-293). Physical and chemical properties of gold nanocomposites were characterized by using UV-Vis Spectroscopy, ξ - potential, and transmission electron microscopy. Furthermore, the interaction between gold nanoparticles and plasmid DNA was demonstrated by using agarose gel electrophoresis. Transfection tests were performed and evaluated by β-galactosidase activity and green fluorescence protein expression. The percentage of transfection obtained with chitosan, acylated chitosan, and chitosan oligosaccharide were of 27%, 33%, and 60% respectively.

The application of nanoscience and nanotechnology in medicine has been useful in the diagnosis, monitoring, and treatment of many diseases. Gold nanoparticles are commonly used for medical imaging studies, biosensors, drug delivery systems, and gene therapy. It has been reported that nanoparticles coated with specific polymers improve the biocompatibility and stability and decrease the cytotoxicity of the nanoparticles. In this work, we performed transfection studies of gold nanoparticles coated with polyethylene glycol, synthetized by two different methods, in a human embryonic kidney cell culture (HEK 293), by using plasmids pSV-β-Gal and pIRES2-EGFP. In addition, we also evaluated the cell uptake of a fluorescent drug (atorvastatin) using the synthetized gold nanoparticles as carriers. Furthermore, the study of cell viability after the interaction between these cells and the nanoparticles was performed. It was shown that the polyethylene glycol-coated gold nanoparticles presented transfection efficiency and cell uptake greater than 45% in each case. These results suggest that the synthetized gold nanoparticles coated with polyethylene glycol could be used successfully and safely as DNA and drug delivery systems.

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El cáncer de mama es un problema de salud pública en el mundo, esta enfermedad es la principal causa de muerte por cáncer en las mujeres; por ello, es fundamental sumar esfuerzos para el desarrollo de estrategias que permitan mitigar su impacto social, económico y a la salud. Las moléculas activas derivadas de las plantas (fitofármacos) son una fuente prometedora de soluciones para esta problemática y su mejoramiento con la aplicación de sistemas de liberación de fármacos de base nanotecnológica es sin duda, una estrategia que debe ser evaluada para ofrecer alternativas para el tratamiento de los pacientes oncológicos. La consideración correcta de los factores que impactan en el éxito de estas estrategias es primordial, por ello, en este capítulo se exponen los fundamentos teóricos para la obtención de fitofármacos nanotransportados para el tratamiento del cáncer de mama, así como una breve introducción a esta neoplasia; el concepto de fitofármacos, sus métodos de obtención y las características de calidad que deben cumplir; así mismo, se describen los sistemas nanométricos para el transporte de fármacos contra el cáncer y las características fisicoquímicas y de calidad que estos deben cumplir para su éxito. Finalmente, se exponen algunos avances que este grupo de investigación ha logrado en el desarrollo de fitofármacos nanotransportados para el tratamiento del cáncer de mama.

Con los avances de la nanotecnología ha aumentado el uso de nanopartículas óxido metálicas, entre las que destacan las de óxido de cobre y óxido de zinc, por su abundancia y por sus propiedades específicas de gran relevancia, tales como efectos antimicrobianos y la mejora de la conductividad eléctrica y la catálisis. La bioacumulación e interacción de este tipo de nanopartículas en el ambiente son desconocidos en gran parte, generando preocupación por los efectos potencialmente tóxicos que aún no han sido estudiados de forma adecuada, de ahí la importancia de conocer sus efectos en el ambiente. Entre las propuestas para los estudios ambientales de los nanomateriales, destacan las plantas como bioindicadores, en especial tras la captación de partículas desde la atmósfera. La presente revisión, recopila información de distintos estudios sobre aplicaciones de nanopartículas de óxido de zinc y óxido de cobre, la manera en que pueden detectarse, y el cómo pueden ser captadas y caracterizadas mediante el uso de plantas. También resalta la importancia de los estudios sobre la toxicidad y los efectos que se generan a través de la interacción con distintas especies de plantas, que contribuyen a entender los diversos mecanismos de toxicidad, interacción y acumulación de metales, así como su degradación en el ambiente. Finalmente, se mencionan alternativas para mejorar la biocompatibilidad de las nanopartículas con el ambiente y los organismos. El conocer el estado actual del tema permitirá consolidar la información obtenida hasta el momento y la dirección a tomar para el uso eficiente y responsable de la nanotecnología, asegurando su continuidad y desarrollo.