p Nanopartículas com menos de 100 nanômetros de tamanho são usadas para criar novos materiais e nanotecnologias em uma variedade de setores. Seu tamanho pequeno significa que essas partículas têm uma área de superfície muito alta para a relação de volume e suas propriedades dependem fortemente de seu tamanho, forma e moléculas ligadas. Isso oferece aos engenheiros maior flexibilidade ao projetar materiais que podem ser usados ​​em nossa vida cotidiana. As nanopartículas são encontradas em cremes de proteção solar e cosméticos, bem como dentro de nossos corpos, como veículos de entrega de drogas e como agentes de contraste para produtos farmacêuticos. Nanopartículas de ouro estão provando ser uma ferramenta de última geração em nanoengenharia como um catalisador eficaz em dimensões tão pequenas. Contudo, nanomateriais também representam um risco potencial, como suas interações com a matéria viva e o meio ambiente não são totalmente compreendidas, o que significa que eles podem não ter o desempenho esperado, por exemplo, no corpo humano. p Embora os cientistas tenham sido capazes de ajustar e projetar as propriedades das nanopartículas alterando seu tamanho, forma, química de superfície e até mesmo estado físico, tamanha variedade de possibilidades significa que ditar precisamente como as partículas se comportam naquela pequena escala também se torna extremamente difícil. Isso é particularmente preocupante, pois contamos com o uso potencial de nanopartículas no corpo humano. Nanopartículas de ouro são boas transportadoras de moléculas grandes e pequenas, tornando-os ideais para o transporte de drogas para células humanas. Contudo, prever até que ponto eles são absorvidos pelas células e sua toxicidade, é difícil, assim como a compreensão de quaisquer riscos associados à saúde com o uso desses nanomateriais.

p Uma colaboração europeia de pesquisadores, incluindo cientistas do Institut Laue-Langevin (ILL), Universidade de Tampere, Universidade de Helsinque, Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia, e Université Grenoble Alpes, investigou as influências físicas e químicas quando nanopartículas de ouro interagem com um modelo de membrana biológica, a fim de identificar os mecanismos comportamentais que ocorrem. Compreender melhor os fatores que determinam se as nanopartículas são atraídas ou repelidas pela membrana celular, sejam eles adsorvidos ou internalizados, ou se eles causam desestabilização da membrana, nos ajudará a garantir que as nanopartículas interajam com nossas células de forma controlada. Isso é particularmente importante ao usar nanopartículas de ouro para a entrega de drogas, por exemplo.

p Conforme descrito no jornal Pequena , os pesquisadores usaram uma combinação de técnicas de espalhamento de nêutrons e métodos computacionais para estudar a interação entre nanopartículas de ouro catiônicas carregadas positivamente e modelos de membranas lipídicas. O estudo mostrou como a temperatura e a carga lipídica modulam a presença de barreiras de energia que afetam a interação da nanopartícula com a membrana. Além disso, diferentes mecanismos moleculares para as interações nanopartícula-membrana são revelados, o que explica como as nanopartículas são internalizadas nas membranas lipídicas, e como eles agem cooperativamente para desestabilizar uma membrana lipídica carregada negativamente.

p Usando Molecular Dynamics (MD), um método de simulação computacional para estudar o movimento dos átomos, os pesquisadores demonstraram como as nanopartículas de ouro interagiram dentro do sistema em nível atômico. Isso fornece uma ferramenta complementar para interpretar e explicar os dados obtidos em sistemas reais por refletometria de nêutrons. Este estudo mostra de forma convincente que a combinação de espalhamento de nêutrons e métodos computacionais fornece uma compreensão melhor do que apenas um dos métodos sozinho.

p Giovanna Fragneto, O chefe de ciência e suporte de matéria mole do ILL disse:"As nanopartículas estão provando ser uma ferramenta inestimável para nos ajudar a enfrentar uma série de desafios sociais. Por exemplo, bem como mecanismos para entrega de drogas, partículas de ouro podem ser úteis para imagens de câncer. Com tantas promessas para o futuro, é importante que desenvolvamos as ferramentas para investigar melhor os nanomateriais, para que possamos aproveitá-los de forma eficaz e segura. Isso é possível através do desenvolvimento de técnicas de ciência de nêutrons e avanços no ambiente de amostra e preparação de amostra, realizado em instalações como o ILL. "

p Marco Maccarini, cientista pesquisador da Université Grenoble Alpes, disse:"Existem milhares de diferentes nanopartículas de diferentes tamanhos e composições, que afetam as células de maneira diferente. A complementaridade das técnicas computacionais e de nêutrons destacadas neste estudo ajudou a fornecer uma indicação mais clara do que influencia o comportamento das nanopartículas. Isso nos ajudará a prever como as células irão interagir com as nanopartículas no futuro. "