p Um membro sênior da Faculdade de Química, MSU, Vladimir Bochenkov, junto com seus colegas da Dinamarca, estabeleceram o mecanismo de interação das nanopartículas de prata com as células do sistema imunológico. O estudo está publicado na revista Nature Communications . p "Atualmente, um grande número de produtos contém nanopartículas de prata - drogas antibacterianas, pasta de dentes, polimentos, tintas, filtros, embalagem, artigos médicos e têxteis. O funcionamento desses produtos reside na capacidade da prata de se dissolver sob a oxidação e formar íons Ag + com propriedades germicidas. Ao mesmo tempo, existem dados de pesquisa in vitro que mostram a toxicidade das nanopartículas de prata para vários órgãos, incluindo o fígado, cérebro e pulmões. A respeito disso, é essencial estudar os processos que ocorrem com nanopartículas de prata em ambientes biológicos, e os fatores que afetam sua toxicidade, "diz Vladimir Bochenkov.

p O estudo é dedicado à proteína corona - uma camada de moléculas de proteína adsorvida que é formada na superfície das nanopartículas de prata durante seu contato com o ambiente biológico, por exemplo, em sangue. Esta proteína corona mascara as nanopartículas e determina em grande parte seu destino, incluindo a velocidade de eliminação do corpo, a capacidade de penetrar em um determinado tipo de célula, a distribuição entre os órgãos, etc.

p De acordo com as últimas pesquisas, a coroa da proteína consiste em duas camadas:uma coroa rígida e rígida que consiste em moléculas de proteína fortemente ligadas por nanopartículas de prata; e uma corona suave, consistindo em moléculas de proteína fracamente ligadas em um equilíbrio dinâmico com a solução. Até agora, a corona suave foi estudada muito pouco por causa das dificuldades experimentais - as nanopartículas fracamente ligadas que foram separadas da solução de proteína facilmente dessorvidas, deixando apenas a coroa rígida na superfície das nanopartículas.

p O tamanho das nanopartículas de prata estudadas foi de 50 a 88 nm, e o diâmetro das proteínas que compunham a coroa era de três a sete nm. Os cientistas conseguiram estudar as nanopartículas de prata com a proteína corona in situ, sem retirá-los do ambiente biológico. Devido à ressonância de plasmão de superfície localizada usada para sondar o ambiente próximo à superfície das nanopartículas de prata, as funções da corona suave foram investigadas principalmente.

p "No trabalho, mostramos que a corona pode afetar a capacidade das nanopartículas de se dissolver em cátions de prata Ag +, que determinam o efeito tóxico. Na ausência de uma corona mole (compartilhando rapidamente a camada de proteína média com o ambiente), cátions de prata estão associados aos aminoácidos contendo enxofre no meio sérico, particularmente cisteína e metionina, e precipitar como nanocristais Ag2S na coroa dura, "diz Vladimir Bochenkov.

p O Ag2S (sulfeto de prata) se forma facilmente na superfície da prata, mesmo no ar, na presença de vestígios de sulfeto de hidrogênio. O enxofre também faz parte de muitas biomoléculas contidas no corpo, fazendo com que a prata reaja e se converta em sulfeto. A formação de nanocristais de Ag2S devido à baixa solubilidade reduz a biodisponibilidade dos íons Ag +, reduzindo a toxicidade das nanopartículas de prata a nula. Com uma quantidade suficiente de fontes de enxofre de aminoácidos disponíveis para a reação, toda a prata potencialmente tóxica é convertida no sulfeto insolúvel não tóxico. Isso é o que acontece na ausência de uma coroa suave.

p Na presença de uma coroa suave, os nanocristais de sulfeto de prata Ag2S são formados em quantidades menores ou não são formados. Os cientistas atribuem isso ao fato de que as moléculas de proteína fracamente ligadas transferem os íons Ag + das nanopartículas para a solução, deixando assim o sulfureto não cristalizado. Assim, as proteínas da corona macia são veículos para os íons de prata.

p Este efeito, cientistas acreditam, deve ser levado em consideração ao analisar a estabilidade das nanopartículas de prata em um ambiente de proteína, e na interpretação dos resultados dos estudos de toxicidade. Estudos de viabilidade celular do sistema imunológico (macrófagos da linhagem murina J774) confirmaram a redução da toxicidade celular das nanopartículas de prata na sulfetação (na ausência de corona mole).

p O desafio de Vladimir Bochenkov era simular os espectros de ressonância do plasmon dos sistemas envolvidos e criar o modelo teórico que permitisse a determinação quantitativa do teor de sulfeto de prata in situ em torno das nanopartículas, seguindo a mudança nas bandas de absorção nos espectros experimentais. Uma vez que a frequência da ressonância do plasmão é sensível a uma mudança na constante dielétrica perto da superfície das nanopartículas, mudanças no espectro de absorção contêm informações sobre a quantidade de sulfeto de prata formado.

p Conhecimento dos mecanismos de formação e dinâmica do comportamento da proteína corona, e informações sobre sua composição e estrutura são extremamente importantes para a compreensão da toxicidade e dos riscos das nanopartículas para o corpo humano. A formação de proteína corona pode ser usada para entregar drogas no corpo, inclusive para o tratamento do câncer.