I ricercatori della Rice University hanno osservato l'aggregazione di nanoparticelle indotta da basse concentrazioni di proteine di albumina sierica non ripiegate. Credono che le proteine si dispieghino legandosi alle nanoparticelle d'oro e impediscano ad altre proteine di unirsi a loro per formare un involucro protettivo attorno alla particella. Credito:Rice University
Sono state osservate proteine del siero del sangue che combinano uno a uno con nanoparticelle d'oro e le spingono ad aggregarsi, hanno riferito gli scienziati della Rice University.
Questo è inaspettato, secondo i ricercatori della Rice Stephan Link e Christy Landes, che hanno condotto studi sulle proteine maggiormente responsabili della separazione dei solidi nel sangue. A basse concentrazioni, loro hanno detto, le proteine si legano irreversibilmente, dispiegarsi e quindi riunire le nanoparticelle.
Questo è contrario allo scopo delle proteine dell'albumina, il più abbondante nel flusso sanguigno, loro hanno detto.
La carta, pubblicato questo mese sulla rivista dell'American Chemical Society ACS Nano , ha implicazioni per le malattie causate dall'aggregazione, come l'Alzheimer, e per i problemi di tossicità delle nanoparticelle, hanno detto i ricercatori. Le nanoparticelle d'oro sono sempre più utilizzate come agenti terapeutici.
Diversi anni fa il team di Rice ha scoperto che concentrazioni più elevate di albumina sierica bovina (BSA), una quasi partita per la sua controparte umana, potrebbe impedire alle nanoparticelle d'oro naturalmente idrofobe di aggregarsi. In nuovi esperimenti, alcuni utilizzano tecnologie che sono diventate disponibili solo negli ultimi anni, È stato osservato che le proteine BSA a basse concentrazioni si dispiegano in presenza di nanoparticelle d'oro.
Questa è una mappa a super risoluzione delle singole molecole di albumina di siero bovino identificate, come indicato dai contorni colorati. Il nanofilo d'oro, in grigio e lungo migliaia di nanometri, mostra la dimensione relativa delle proteine, che occupano aree molto più grandi del previsto in base alle dimensioni della loro geometria spiegata. I ricercatori hanno detto che questo supporta la scoperta che c'è spazio solo per una proteina sulle nanoparticelle più piccole studiate. Credito:Rice University
"Pensiamo che la proteina si leghi per prima e si dispieghi, e che impedisce ad altre proteine di entrare, " ha detto Link. "Ma facilita anche l'aggregazione".
"Questa è la proteina più comune nel siero del sangue, " Ha detto Landes. "Il suo compito è quello di circondare e creare un bel guscio duro attorno a qualsiasi cosa in soluzione che altrimenti sarebbe insolubile e stabilizzare la complicata miscela di cellule, proteine e ormoni nel sangue.
"Ciò che è importante è la capacità della proteina di rivestire con successo ormoni steroidei altrimenti idrofobici, nanoparticelle, virus, nulla, " ha detto. "Ma per fare quel rivestimento, deve rimanere ben piegato."
Spiegandosi in presenza di nanoparticelle d'oro, loro hanno detto, la proteina fa due cose:si diffonde sulla particella, non lasciando spazio ad altre proteine per attaccarsi, ed espone il suo nucleo idrofobico solitamente nascosto, che incoraggia l'aggregazione con altri set di nanoparticelle di proteine.
"Questo è un problema se le persone usano le nanoparticelle per scopi terapeutici o semplicemente entrano in contatto con le nanoparticelle nei prodotti o nell'ambiente, " ha detto Landes. "Se l'albumina sierica può fare il suo lavoro, è tutto ok. Ma non possiamo fare a meno di notare che le proteine si dispiegano, l'aggregazione proteica e la formazione di fibrille sono alla radice di tutti i tipi di malattie".
Mentre la loro ricerca precedente ha mostrato che le proteine dell'albumina in alte concentrazioni mantengono solubili le nanoparticelle, "ci sono situazioni biologiche in cui la concentrazione di proteine dell'albumina sierica potrebbe essere abbastanza bassa da causare problemi, " ha detto Landes.
Hanno anche notato che altre due proteine trasmesse dal sangue, fibrinogeno e globulina, fanno sì che le nanoparticelle d'oro si aggregano indipendentemente dalla loro concentrazione. "Si dispiegano non importa quale sia la concentrazione, il che significa che la BSA o l'albumina del siero umano sono davvero progettati per realizzare questo rivestimento e impedire che tutto vada fuori controllo, " ha detto Link.
"Stiamo dicendo che le persone devono davvero prestare attenzione al rapporto tra la proteina, in questo caso, BSA e nanoparticelle, perché possono succedere cose diverse".
