Un estudi descriu un procés clau per determinar la seguretat de les nanopartícules en humans

Un equip de l’Institut de Nanociència i Nanotecnologia de la Universitat de Barcelona (IN2UB) ha liderat un treball, publicat a la revista ACS Nano, que descriu el procés pel qual les nanopartícules es recobreixen de proteïnes un cop dins del nostre organisme. Es tracta d’un mecanisme clau per determinar la seguretat de les nanopartícules aplicades en humans.

L’equip de la UB, liderat per Giancarlo Franzese, investigador de l’IN2UB, ha estudiat l’evolució en el temps de la corona de proteïnes que es va formant al voltant de la nanopartícula: «Aquest fenomen és fonamental per entendre com la nanopartícula interactua amb les cèl•lules i cap on va», apunta l’investigador. «L’estudi —continua— és la base per a possibles aplicacions mèdiques i avaluacions de seguretat en nanopartícules, un control necessari a causa de la utilització creixent de les nanopartícules en productes d’ús diari (aliments, vernissos, mòbils, etc.), a més de les que són produïdes per contaminació ambiental (gas de descàrrega de cotxes, d’activitats industrials, etc.)».

Cinètica de l'absorció de proteïnes en nanopartícules. Vermell: albúmina, blau: transferrina i verd: fibrinògen.

Cinètica de l'absorció de proteïnes en nanopartícules. Vermell: albúmina, blau: transferrina i verd: fibrinògen.

El treball teòric liderat per l’equip de l’IN2UB ha permès dissenyar una sèrie d’experiments duts a terme en laboratoris de Dublín i Munic. Quan una nanopartícula sense contaminants es troba en un fluid biològic, les biomolècules formen capes d’adsorció de manera espontània, de manera que s’adhereixen al voltant de la superfície de la nanopartícula formant l’anomenada corona de proteïnes. La composició de la corona depèn de l’evolució temporal de les condicions de l’entorn i determina el destí de les nanopartícules.

El procés de formació de la corona és un desafiament pel gran nombre de molècules implicades i l’ampli rang de l’escala de temps del procés, que pot anar des dels cent microsegons fins a hores», explica Oriol Vilanova, investigador de la UB i primer autor del treball. Aquesta recerca combina estudis experimentals, simulacions i estudis teòrics per determinar la cinètica de la corona i la composició final de nanopartícules de sílice en un plasma model que conté tres proteïnes de sang: sèrum albúmina, transferrina i fibrinogen. «La combinació dels models computacionals i els experiments és un primer pas per predir i controlar la composició de la corona de proteïnes de les nanopartícules, basada en l’equilibri de les constants de l’enllaç de proteïnes», concreta Vilanova.

Així mateix, «els resultats també han permès explicar un efecte de “memòria” que determina la composició en temps llargs de la corona en funció de com evoluciona l’ambient que envolta la nanopartícula, cosa que fins ara no es coneixia», conclou Franzese.

Referència de l’article:

O. Vilanova, J. J. Mittag, P. M. Kelly, S. Milani, K. A. Dawson, J. O. Radler i G. Franzese. «Understanding the kinetics of protein-nanoparticle corona formation». ACS Nano, novembre de 2016. Doi: 10.1021/acsnano.6b04858

Public tags: