¿Qué sucede con las nanopartículas cuando entran en el torrente sanguíneo?

Los investigadores han descubierto nuevos conocimientos sobre cómo se comportan las nanopartículas una vez que entran en el torrente sanguíneo, utilizando un innovador sistema circulatorio artificial diseñado para imitar las condiciones del mundo real. Un equipo dirigido por Oya Tagit, profesora de la Escuela de Ciencias de la Vida FHNW, desarrolló un modelo dinámico que replica el complejo entorno del sistema circulatorio humano. Este sistema permite a los científicos observar cómo las nanopartículas interactúan con las proteínas sanguíneas y las estructuras celulares en condiciones similares a las del interior del cuerpo.

El estudio, publicado en Advanced Materials Interfaces, se centra en la formación de una "corona proteica" alrededor de las nanopartículas, una capa de proteínas que se adhieren a sus superficies al exponerse a la sangre. Esta corona juega un papel crítico en la determinación del destino de las nanopartículas dentro del cuerpo, influyendo en su capacidad para llegar a los sitios objetivo, evitar la detección inmune y administrar agentes terapéuticos de manera efectiva.

El sistema circulatorio artificial desarrollado por el equipo simula las fuerzas mecánicas y la dinámica de fluidos presentes en el torrente sanguíneo, lo que permite observaciones detalladas del comportamiento de las nanopartículas a lo largo del tiempo. Al incorporar el intercambio continuo de proteínas e imitar las tensiones de cizallamiento encontradas en los vasos, el sistema proporciona una representación más precisa de las condiciones fisiológicas que los métodos de laboratorio tradicionales. Esta innovación permite una comprensión más profunda de cómo los diferentes tipos de nanopartículas responden al entorno interno del cuerpo.

En experimentos con células de cáncer de pulmón, los investigadores observaron que la presencia de una corona de proteína redujo significativamente la absorción de nanopartículas por las células. Este hallazgo subraya la importancia de estudiar las nanopartículas en condiciones realistas, ya que la corona altera sus propiedades físicas y químicas, lo que podría afectar su eficacia y seguridad.

Un descubrimiento particularmente intrigante fue la interacción de nanopartículas basadas en lípidos con proteínas solubles y unidas a la membrana. Estos hallazgos sugieren que tales nanopartículas pueden interactuar con vesículas extracelulares secretadas por las células, lo que lleva a posibles eventos de fusión que podrían alterar su función biológica. Este fenómeno plantea preguntas sobre cómo estas interacciones podrían influir en la estabilidad a largo plazo y las capacidades de orientación de las nanopartículas in vivo. Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de la ciencia básica, ofreciendo una guía valiosa para el diseño de sistemas de administración de fármacos más eficientes y seguros.

Al tener en cuenta la naturaleza dinámica de la corona de proteínas y su impacto en el comportamiento de las nanopartículas, los científicos pueden refinar estrategias para mejorar los resultados terapéuticos y minimizar los efectos secundarios no deseados. A medida que el campo continúa evolucionando, la integración de técnicas avanzadas de modelado con validación experimental seguirá siendo esencial para el avance de la nanomedicina.