Caracterização da protein corona e do seu efeito na internalização celular de nanopartículas de sílica

Autor(es)

Flávia Elisa Galdino

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química
• Data de defesa: 2023-07-04

Membros da banca

Mateus Borba Cardoso; Watson Loh; Marcelo Bispo de Jesus; Leandro Ramos Souza Barbosa; Amauri Jardim de Paula

• Orientador: Mateus Borba Cardoso

Resumo

Nanopartículas têm sido alternativas promissoras para aplicações na medicina como carreadores de fármacos e plataformas para vacinas e diagnóstico de doenças. A interação desses nanomateriais com sistemas biológicos envolve diversos processos, desde a interação com os fluídos biológicos até a internalização nas células alvos. Quando expostas à fluídos biológicos, as nanopartículas são espontaneamente recobertas por uma camada de proteínas denominada protein corona que, após a sua formação, conduz a interação destes nanomateriais com o sistema biológico. Para algumas aplicações na nanomedicina, a protein corona é utilizada como estabilizadora e direcionadora das nanopartículas ao alvo desejado e, neste caso, necessita-se controlar a sua formação. No entanto, muitas caracterizações fundamentais dessa camada de proteínas, tais como a determinação da morfologia e espessura, ainda são grandes desafios que impedem o entendimento absoluto da sua formação e, consequentemente, do seu controle. Por outro lado, para outras aplicações, faz-se necessário evitar a formação da protein corona, sendo a funcionalização da superfície das partículas com grupos zwitteriônicos ou polietilenoglicol (PEG) uma das estratégias usadas para este fim. As modificações de superfície causadas pela protein corona e por estas funcionalizações afetam diretamente a interação e internalização das nanopartículas nas células, e compreender esse efeito é importante no desenvolvimento de nanomateriais aplicados em terapias e diagnósticos de doenças. Em vista disso, a motivação deste trabalho de doutorado é caracterizar minuciosamente a protein corona para elucidar aspectos fundamentais de sua formação e estrutura e estudar o seu impacto e o das funcionalizações com compostos zwitteriônicos ou PEG na interação, internalização e destino de nanopartículas de sílica em células de mamíferos. Dentre os estudos realizados, destaca-se o uso das técnicas de espalhamento de raios-X em baixos ângulos (SAXS) e de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) para caracterizar a constante de ligação, espessura e morfologia da protein corona. Determinou-se que a protein corona de albumina bovina possui uma espessura heterogênea com média de cerca de 8 nm e uma hard corona de aproximadamente 4 nm. Além disso, técnicas de microscopia de fluorescência, assim como TEM e nanotomografia de raios-X, permitiram determinar o efeito dessas superfícies e ter uma visão completa e fundamental dos processos de internalização e localização das nanopartículas nas células. Verificou-se que nanopartículas recobertas com proteínas são as que apresentam maior internalização e este processo ocorre por meio de vesículas que, posteriormente, se deslocam até a região perinuclear (AU)

• Processo FAPESP: 18/09555-9 - Estudo da influência da proteina corona na interação e internalização de nanopartículas de sílica em células humanas: do imageamento bidimensional ao tridimensional
• Beneficiário: Flávia Elisa Galdino
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado