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  • Cientistas quantificam interações nanopartícula-proteína
    p Insulina, uma das proteínas mais comuns no sangue humano, pode se acumular em massas fibrosas quando dobra incorretamente. A pesquisa de uma equipe do NIST indica que as nanopartículas de ouro aparentemente aumentam a tendência da insulina de formar essas fibras. (Cor adicionada para maior clareza.) Crédito:NIST

    p (PhysOrg.com) - Uma equipe de pesquisa do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia quantificou a interação de nanopartículas de ouro com proteínas importantes encontradas no sangue humano, uma abordagem que deve ser útil no desenvolvimento de terapias médicas baseadas em nanopartículas e para melhor compreender a origem física da toxicidade de certas nanopartículas. p As nanopartículas são promissoras como veículos para a entrega de drogas, como ferramentas de diagnóstico médico, e como um agente de tratamento do câncer por direito próprio. Nanopartículas de ouro, esferas que variam em tamanho entre 5 e 100 bilionésimos de um metro de diâmetro, são especialmente úteis por causa das muitas maneiras pelas quais suas superfícies de metal podem ser "funcionalizadas" anexando moléculas personalizadas para realizar diferentes tarefas no corpo. Contudo, tratamentos requerem um grande número de partículas a serem injetadas na corrente sanguínea, e estes podem ser perigosos se interagirem com o corpo de maneiras imprevistas.

    p De acordo com o cientista de materiais do NIST Jack Douglas, um dos principais problemas que a nanomedicina enfrenta é a tendência das proteínas de se prenderem às nanopartículas que flutuam livremente na corrente sanguínea. “Nanopartículas revestidas com proteínas geralmente alteram sua interação com o corpo e pode-se esperar que as nanopartículas induzam uma mudança complementar na atividade química das proteínas, ”Diz Douglas. “O revestimento também pode fazer com que as nanopartículas se agrupem em grandes agregados, que pode provocar uma grande resposta imunológica. Claro, isso é algo que você deseja evitar. "

    p Os cientistas têm uma compreensão insuficiente dessas interações, então a equipe do NIST decidiu explorar o que acontece quando nanopartículas de tamanhos diferentes encontram cinco proteínas comuns do sangue. Com a ajuda de um bando de microscópios e aparelhos de espectroscopia, a equipe encontrou vários padrões gerais de comportamento. “Uma vez que as proteínas aderem às nanopartículas, as propriedades ópticas das partículas e das proteínas mudam, Douglas diz. “Medir essas mudanças nos ajuda a quantificar a viscosidade da nanopartícula para as proteínas, a espessura da camada de proteína adsorvida e a propensão das partículas para agregar devido à presença das camadas de proteína. ”

    p Mais especificamente, a equipe aprendeu que todas as cinco proteínas grudaram no ouro, fazendo com que os NPs se agreguem, e que aumentar o diâmetro das esferas aumentou sua viscosidade. Eles também descobriram que essa agregação geralmente causava alguma mudança na forma das proteínas - “o que geralmente implica alguma mudança em sua função também, Douglas diz.

    p A agregação nem sempre leva a uma resposta tóxica, Douglas diz, mas pode afetar se as drogas nas nanopartículas alcançam seu alvo pretendido. “O principal é que as interações são amplamente definidas pela existência da camada de proteína, " ele diz. “Você quer saber algo sobre essas camadas de proteína se quiser saber o que as nanopartículas farão no corpo.”

    p Douglas diz que o estudo do NIST aborda as necessidades de metrologia identificadas em um relatório do National Research Council ** publicado no ano passado, pedindo mais testes quantitativos para interações de nanopartículas com meios biológicos e que muito mais trabalho é necessário ao longo desta e de outras linhas. "Por exemplo, ainda não entendemos como partículas de tamanhos diferentes se ligam às membranas de superfície das células, que é onde ocorrem muitas interações medicamentosas, " ele diz.


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