Cientistas russos descobriram que o revestimento de nanopartículas magnéticas com um revestimento não magnético de sílica diminuiu significativamente a viabilidade das células cancerosas em um campo magnético alternado de baixa frequência. O revestimento aumenta a estabilidade das nanopartículas, prevenir a agregação em endossomos e mantê-los como atuadores magneto-mecânicos eficazes em um campo magnético alternado de baixa frequência. O estudo foi publicado em Colóides e superfícies B:Biointerfaces.

Nanomateriais magnéticos biocompatíveis têm sido intensamente estudados para várias aplicações em biomedicina. Eles podem ser controlados remotamente por um campo magnético externo, o que torna possível afetar especificamente as moléculas alvo no nível molecular.

A citotoxicidade das nanopartículas magnéticas depende dos parâmetros de atuação do campo magnético, o mais significativo dos quais é a amplitude do campo magnético, frequência, e a duração da ação. Em um campo magnético alternado de baixa frequência, eles giram, causando danos mecânicos às células.

Cientistas da NUST MISIS, M.V. Lomonosov Moscow State University, V. Centro Nacional de Pesquisa Médica de Serbsky para Psiquiatria e Narcologia, Siberian State Medical University, National Research Tomsk Polytechnic University, Skoltech, D.I. A Universidade Mendeleev de Tecnologia Química da Rússia e a Universidade Médica de Pesquisa Nacional Russa N.I Pirogov descobriram que um revestimento não magnético aumenta significativamente a citotoxicidade das nanopartículas magnéticas. Dois tipos de nanopartículas de óxido de ferro com o mesmo núcleo magnético com e sem cascas de sílica foram sintetizados. Nanopartículas com cascas de sílica diminuíram significativamente a viabilidade das células de câncer de próstata humano em um campo magnético alternado de baixa frequência de acordo com o teste de citotoxicidade, ao contrário de nanopartículas não revestidas.

O estudo mostrou que a morte celular resulta da falha da integridade da membrana intracelular, e a concentração de íons cálcio aumenta com a necrose subsequente. Microscopia eletrônica de transmissão e imagens dinâmicas de espalhamento de luz mostraram que nanopartículas não revestidas são atacadas por meio ácido no endossomo e formam agregados. Como resultado, eles encontram alta viscosidade macromolecular endossômica e tornam-se incapazes de girar com eficiência.

Os cientistas presumem que a rotação efetiva das nanopartículas causa a morte celular em um campo magnético alternado de baixa frequência. Por sua vez, o revestimento de casca de sílica aumenta a estabilidade das nanopartículas, prevenir a agregação em endossomos.

"Nossos financiamentos têm valor teórico e prático. Descobrimos que a fase não magnética aumenta a estabilidade coloidal das nanopartículas, sendo assim a chave para seu efetivo acionamento magneto-mecânico. Isso é importante para o entendimento fundamental do mecanismo de atuação magneto-mecânico e quais devem ser as características estruturais das nanopartículas para maximizar sua citotoxicidade. Por outro lado, mostramos que nossas nanopartículas funcionam, eles causam morte celular. A próxima etapa seria testar sua eficácia in vivo, "observou Artyom Ilyasov, Laboratório de Nanomateriais Biomédicos do NUST MISIS.