Un estudio describe un proceso clave para determinar la seguridad de las nanopartículas en humanos
Un equipo del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad de Barcelona (IN2UB) ha liderado un trabajo, publicado en la revista ACS Nano, que describe el proceso por el que las nanopartículas se recubren de proteínas una vez dentro de nuestro organismo. Se trata de un mecanismo clave para determinar la seguridad de las nanopartículas aplicadas a humanos.
Un equipo del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad de Barcelona (IN2UB) ha liderado un trabajo, publicado en la revista ACS Nano, que describe el proceso por el que las nanopartículas se recubren de proteínas una vez dentro de nuestro organismo. Se trata de un mecanismo clave para determinar la seguridad de las nanopartículas aplicadas a humanos.
El equipo de la UB, liderado por Giancarlo Franzese, investigador del IN2UB, ha estudiado la evolución en el tiempo de la corona de proteínas que se va formando alrededor de la nanopartícula: «Este es un fenómeno fundamental para entender cómo la nanopartícula interactúa con las células y cuál es su destino », apunta el investigador. «El estudio —prosigue— es la base para posibles aplicaciones médicas y evaluaciones de seguridad en nanopartículas, necesarias por la utilización creciente de estas últimas en productos de uso diario (alimentos, barnices, móviles, etc.), además de aquellas producidas por contaminación ambiental (gas de descarga de coches, de actividades industriales, etc.)».
El trabajo teórico liderado por el equipo del IN2UB ha permitido diseñar una serie de experimentos llevados a cabo en laboratorios de Dublín y Múnich. Cuando una nanopartícula sin contaminantes se encuentra en un fluido biológico, las biomoléculas forman capas de adsorción de manera espontánea, por lo cual se adhieren alrededor de la superficie de la nanopartícula formando la llamada corona de proteínas. La composición de la corona depende de la evolución temporal de las condiciones del entorno y determina el destino final de las nanopartículas.
«El proceso de formación de la corona es un desafío por el gran número de moléculas implicadas y el amplio rango de la escala de tiempo del proceso, que puede ir desde los cien microsegundos a horas», explica Oriol Vilanova, investigador de la UB y primer autor del trabajo. Esta investigación combina estudios experimentales, simulaciones y estudios teóricos para determinar la cinética de la corona y la composición final de nanopartículas de sílice en un plasma modelo que contiene tres proteínas de sangre: suero albúmina, transferrina y fibrinógeno. «La combinación de los modelos computacionales y los experimentos es un primer paso para predecir y controlar la composición de la corona de proteínas de las nanopartículas, basada en el equilibrio de las constantes del enlace de proteínas», concreta Vilanova.
Asimismo, «los resultados también nos han permitido explicar un efecto de “memoria” que determina la composición a tiempos largos de la corona en función de cómo evoluciona el ambiente que rodea la nanopartícula, algo que hasta ahora nunca se había comprendido», concluye Franzese.
Referencia del artículo:
O. Vilanova, J. J. Mittag, P. M. Kelly, S. Milani, K. A. Dawson, J. O. Radler y G. Franzese. «Understanding the kinetics of protein-nanoparticle corona formation». ACS Nano, noviembre de 2016. Doi: 10.1021/acsnano.6b04858