Degradação de nanopartículas de sílica em meios fisiológicos: evolução da morfologia, estabilidade coloidal e interações de superfície

Resumo

Avanços recentes em nanomedicina buscam o desenvolvimento de nanomateriais seguros, com alta performance biológica e capazes de carregar, distribuir, e entregar fármacos de forma controlada. Neste contexto, o uso de nanopartículas (NPs) biodegradáveis é capaz de evitar cenários indesejados, como a bioacumulação, e podem ser depuradas de forma segura pelo sistema imunológico, após degradadas. Pouco se compreende sobre a evolução das NPs no processo de degradação, o que acarreta em uma necessidade de invesgitar a fundo esses sistemas complexos. Dessa forma, propõe-se um estudo que busque acompanhar a evolução de NPs em condições degradantes, observando a morfologia, a estabilidade coloidal, e a adsorção de proteínas, sendo o último um dos principais fatores limitantes no desenvolvimento de nanocarreadores direcionáveis. Para isto, três sistemas modelos serão considerados: nanopartículas de sílica degradáveis (SiO2NP-D) sem funcionalização, SiO2NP-D funcionalizada com grupos zwitteriônicos (ZW), e SiO2NP-D funcionalizada com polietilenoglicol (PEG). As nanopartículas de sílica são plataformas modelo extremamente promissoras, e funcionalização com ZW e PEG tem demonstrado prevenir a indesejável adsorção de proteínas (fenômeno denominado como protein corona). O acompanhamento das SiO2NP-D em condições degradantes será avaliado através da combinação de técnicas de caracterização, como por exemplo, espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS) e crio-microscopia de transmissão (Crio-TEM), que foi recentemente reportada pelo grupo de pesquisa e se mostrou inovadora no estudo de sistemas modelo. Aqui, almeja-se uma expansão dessa metodologia de caracterização, em conjunto com técnicas complementares (dicroísmo circular por radiação sincrotron - SRCD, espalhamento de luz dinâmico - DLS, eletroforese em gel de poliacrilamida - SDS-PAGE, e calorimetria de titulação isotérmica - ITC) para descrição de sistemas complexos em condições degradantes. A proposta aqui apresentada busca mimetizar os processos de degradação e depuração de nanocarreadores em fluidos fisiológicos humanos, o que traz uma relevância para este estudo, de forma a produzir resultados que contribuirão para os avanços da nanomedicina. (AU)