Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Chen Chunying do Centro Nacional de Nanociência e Tecnologia (NCNST) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) investigou recentemente a evolução da nanoproteína corona durante a endocitose e seu distúrbio na homeostase das proteínas e células metabolismo. Seus resultados foram publicados no PNAS .
Quando as nanopartículas entram nos sistemas biológicos, as biomoléculas do fluido biológico se ligam rapidamente à superfície das nanopartículas. A coroa de nanoproteínas formada pela interação com moléculas de proteínas no sangue como um passo inicial tem um enorme impacto no transporte e destino das nanopartículas. Como a formação da nanoproteína corona afeta o reconhecimento, transporte, distribuição, função e efeitos biológicos das nanopartículas nos tecidos e células de diferentes sistemas de barreira é uma "caixa preta" para aplicação médica de nanomateriais, que não restringe apenas a entrega eficiência da nanomedicina, mas também afeta seriamente a eficácia e a segurança.

Um desafio importante nesta área é a complexidade da nanoproteína corona, que é influenciada pela diversidade de biomoléculas em diferentes tecidos e órgãos, bem como estados fisiológicos e patológicos. Atualmente, há uma necessidade urgente de entender como a composição da proteína e as características estruturais da proteína corona evoluem dentro dos microambientes biológicos.

Para resolver este problema, os pesquisadores revelaram o padrão de evolução dinâmica da composição proteica da nanoproteína corona no processo de transporte celular através da aplicação inovadora de multi-ômicas multidimensionais (proteômica, metabolômica, lipidômica), interações intermoleculares , e imagens de espectrometria de massa in situ.

Tomando como modelo as nanopartículas de ouro, estudou-se o processo de evolução dinâmica da proteína corona do sistema sanguíneo para o intracelular (sangue-lisossomal-citoplasma). Quando as nanopartículas foram endocitadas no lisossomo a partir do ambiente sanguíneo e, em seguida, escaparam do lisossomo para o citoplasma, a composição da proteína na superfície das nanopartículas mudaria drasticamente. A maioria foi substituída por moléculas proteicas intracelulares, retendo apenas parte dos componentes proteicos corona formados no ambiente sanguíneo.

Posteriormente, a evolução intracelular da nanoproteína corona não apenas interrompeu a homeostase da proteína intracelular (proteostase), mas também desencadeou o enriquecimento de proteínas chaperonas (HSC70, HSP90) e piruvato quinase M2 (PKM2) na superfície da nano-corona intracelular, e autofagia mediada por chaperona estimulada. Afeta ainda mais a glicólise celular, causando alterações no metabolismo energético celular e regulando o processo do metabolismo lipídico celular.

Este estudo elucida o padrão evolutivo de nanopartículas do sangue para um microambiente subcelular e identifica a especificidade do microambiente intracelular da nanoproteína corona, reformulando assim o metabolismo celular. Ele também fornece suporte teórico para uma compreensão aprofundada dos efeitos biológicos complexos de nanomateriais e regulação de interface nanobiótica. + Explorar mais

Os efeitos da proteína corona nas interações de lipossomas visualizados por AIE com ce