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

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.
Recerca
(15/12/2016)

Un equip de lʼInstitut 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 dʼun mecanisme clau per determinar la seguretat de les nanopartícules aplicades en humans.

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.
Recerca
15/12/2016

Un equip de lʼInstitut 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 dʼun mecanisme clau per determinar la seguretat de les nanopartícules aplicades en humans.

Lʼequip de la UB, liderat per Giancarlo Franzese, investigador de lʼIN2UB, ha estudiat lʼevolució 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 lʼinvestigador. «Lʼestudi —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 dʼús diari (aliments, vernissos, mòbils, etc.), a més de les que són produïdes per contaminació ambiental (gas de descàrrega de cotxes, dʼactivitats industrials, etc.)».

El treball teòric liderat per lʼequip de lʼIN2UB ha permès dissenyar una sèrie dʼexperiments duts a terme en laboratoris de Dublín i Munic. Quan una nanopartícula sense contaminants es troba en un fluid biològic, les biomolècules formen capes dʼadsorció de manera espontània, de manera que sʼadhereixen al voltant de la superfície de la nanopartícula formant lʼanomenada corona de proteïnes. La composició de la corona depèn de lʼevolució temporal de les condicions de lʼentorn i determina el destí de les nanopartícules.

El procés de formació de la corona és un desafiament pel gran nombre de molècules implicades i lʼampli rang de lʼescala 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 lʼequilibri de les constants de lʼenllaç 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 lʼambient que envolta la nanopartícula, cosa que fins ara no es coneixia», conclou Franzese.

Referència de lʼarticle:

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