Interações nano-bio entre nanopartículas de sílica e proteínas biologicamente relevantes: contribuições científicas e tecnológicas baseadas no uso da investigação síncrotron

Resumo

A medicina de precisão visa superar métodos teranósticos tradicionais pouco eficazes. No entanto, a lacuna entre pesquisas laboratoriais e aplicações práticas resulta do conhecimento limitado das interações entre nanopartículas (NPs) e sistemas biológicos. Quando expostas a fluidos biológicos, as nanopartículas interagem rapidamente com biomoléculas, formando uma camada externa que desempenha um papel fundamental em eventos como resposta imune, biodistribuição e toxicidade. Uma vez adsorvidas, o desempenho das NPs pode ser comprometido e limitar seu uso in vivo. Em especial, a adsorção de proteínas em NPs (fenômeno conhecido como protein corona, PC) possui um papel crucial como um impulsionador para o desencadeamento de respostas biológicas indesejáveis e para a alteração conformacional das proteínas. Até então, estudos nessa área têm sido limitados em esclarecer se a interação entre NPs e proteomas relevantes afeta a conformação das proteínas, bem como sua relação com as respostas biológicas indesejáveis. Nossa proposta destaca-se por abordar o estudo das interfaces NP-proteínas, investigando as conformações de proteínas modelo na formação da PC e desafiando NPs em fluidos mais complexos. Nosso foco será nas modificações estruturais nas proteínas e na compreensão das características das NPs diante de maiores forças iônicas e proteomas complexos (e.g. soro e plasma). Para tanto, utilizaremos técnicas de caracterização baseadas em radiação síncrotron, como dicroísmo circular (SRCD) [estrutura da PC], e espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS) [detectar, acompanhar e quantificar a PC] que serão complementadas por técnicas convencionais de medidas (equipamentos de bancada). A aplicação da radiação síncrotron para explorar a PC não só tem relevância científica, mas também representa uma abordagem tecnológica inovadora. Os resultados vislumbrados abrem novas perspectivas para o avanço seguro e eficaz da medicina de precisão. (AU)