(PhysOrg.com) - Un equipo de investigación del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología ha cuantificado la interacción de nanopartículas de oro con proteínas importantes que se encuentran en la sangre humana. un enfoque que debería ser útil en el desarrollo de terapias médicas basadas en nanopartículas y para comprender mejor el origen físico de la toxicidad de determinadas nanopartículas.

Las nanopartículas son prometedoras como vehículos para la administración de fármacos, como herramientas de diagnóstico médico, y como agente de tratamiento del cáncer por derecho propio. Nanopartículas de oro, esferas que varían en tamaño entre 5 y 100 mil millonésimas de metro de diámetro, son especialmente útiles debido a las muchas formas en que sus superficies metálicas se pueden "funcionalizar" mediante la unión de moléculas adaptadas para realizar diferentes tareas en el cuerpo. Sin embargo, los tratamientos requieren la inyección de una gran cantidad de partículas en el torrente sanguíneo, y estos podrían ser peligrosos si interactúan con el cuerpo de formas imprevistas.

Según el científico de materiales del NIST Jack Douglas, Uno de los principales problemas a los que se enfrenta la nanomedicina es la tendencia de las proteínas a adherirse a las nanopartículas que flotan libremente en el torrente sanguíneo. “Las nanopartículas recubiertas con proteínas generalmente alterarán su interacción con el cuerpo y se puede esperar que las nanopartículas induzcan un cambio complementario en la actividad química de las proteínas, ”Dice Douglas. “El recubrimiento también puede hacer que las nanopartículas se agrupen en grandes agregados, que puede provocar una enorme respuesta inmunitaria. Por supuesto, eso es algo que quieres evitar ".

Los científicos tienen una comprensión deficiente de estas interacciones, por lo que el equipo del NIST decidió explorar qué sucede cuando las nanopartículas de diferentes tamaños se encuentran con cinco proteínas sanguíneas comunes. Con la ayuda de un grupo de microscopios y dispositivos de espectroscopía, el equipo encontró varios patrones generales de comportamiento. “Una vez que las proteínas se adhieren a las nanopartículas, las propiedades ópticas tanto de las partículas como de las proteínas cambian, ”Dice Douglas. “Medir estos cambios nos ayuda a cuantificar la adherencia de la nanopartícula a las proteínas, el grosor de la capa de proteína adsorbida y la propensión de las partículas a agregarse debido a la presencia de las capas de proteína ”.

Más específicamente, el equipo descubrió que las cinco proteínas se pegaban al oro, haciendo que los NP se agreguen, y que aumentar el diámetro de las esferas aumentaba su pegajosidad. También encontraron que esta agregación generalmente causaba algún cambio en la forma de las proteínas, “lo que generalmente implica también algún cambio en su función, ”Dice Douglas.

La agregación no siempre conduce a una respuesta tóxica, Douglas dice, pero puede afectar si los medicamentos de las nanopartículas alcanzan su objetivo previsto. "Lo principal es que las interacciones se establecen en gran medida por la existencia de la capa de proteínas, " él dice. "Quieres saber algo sobre estas capas de proteínas si quieres saber qué van a hacer las nanopartículas en el cuerpo".

Douglas dice que el estudio del NIST aborda las necesidades de metrología identificadas en un informe del Consejo Nacional de Investigación ** publicado el año pasado que pide más pruebas cuantitativas para las interacciones de nanopartículas con medios biológicos y que se necesita mucho más trabajo en esta y otras líneas. "Por ejemplo, todavía no entendemos cómo las partículas de diferentes tamaños se unen a las membranas superficiales de las células, que es donde tienen lugar muchas interacciones farmacológicas, " él dice.