Nanopartículas de ouro podem penetrar profundamente nas células cerebrais.
Um novo estudo demonstra o potencial do uso de nanopartículas de ouro ultrapequenas para geração de imagens ou distribuição de drogas no cérebro.
Como o nome sugere, a barreira hematoencefálica fornece uma defesa contra quaisquer agentes infecciosos e toxinas que estão em nosso sangue. Mas um dos maiores desafios na descoberta de curas para doenças cerebrais - como tumores, derrame cerebral e demência - é que não existe uma maneira realmente eficiente de obter tratamentos para superá-la.
Os sistemas de entrega de nanopartículas oferecem novas oportunidades promissoras para o transporte de moléculas de drogas através da barreira hematoencefálica. Devido ao seu pequeno tamanho (<2 nm), nanopartículas de ouro ultrapequenas podem ser particularmente adequadas para transportar substâncias para as células.
Nos últimos anos, sistemas avançados de cultura de células tridimensionais, como esferóides multicelulares, estão surgindo como ferramentas poderosas para testar a capacidade de penetração de terapêuticas potenciais. Nos esferóides cerebrais 3D, a barreira hematoencefálica é simulada pela camada externa, que impede o movimento de drogas ou partículas do meio de crescimento (o "sangue") para o núcleo (o "cérebro").
Rastreando Nanopartículas
Em um novo estudo, publicado na Acta Biomaterialia, uma equipe de pesquisadores investigou a capacidade de nanopartículas de ouro ultrapequenas de penetrar nas células cerebrais em um modelo esferóide 3D do cérebro.1 Os pesquisadores prepararam três tipos diferentes de nanopartículas de ouro ultrapequenas, cada uma marcada com um corante fluorescente diferente para permitir que eles rastreiem sua absorção nas células ou esferóides usando microscopia de varredura confocal.
A equipe usou água ultrapura gerada a partir de um sistema de purificação de água de laboratório ELGA PURELAB® para todas as etapas de síntese e purificação, minimizando o risco de introdução de contaminantes que podem afetar seus resultados. Eles primeiro realizaram experimentos de cultura de células 2D para testar a capacidade de suas nanopartículas de penetrar em três tipos diferentes de células que compõem o cérebro (astrócitos, pericitos e células endoteliais) cultivadas na mesma placa. Eles descobriram que todos os três tipos de nanopartículas entraram prontamente em todos os tipos de células. Dois deles conseguiram até entrar no núcleo, a parte central da célula contendo seu DNA.
Entrando na Terceira Dimensão
A equipe passou a criar um modelo esferóide 3D do cérebro a partir dos mesmos três tipos de células. Eles mostraram que depois de 120 horas, estes se auto-agrupam em esferóides com o núcleo composto principalmente de astrócitos, coberto por pericitos, enquanto as células endoteliais formam a superfície externa.
Eles mostraram que todos os três tipos de nanopartículas foram capazes de entrar nos esferóides, mas as moléculas de corante dissolvidas não aderidas não conseguiram. No entanto, quando eles adicionaram uma substância que abriu a camada externa do esferóide, os corantes não aderidos foram capazes de entrar - provando a presença de uma barreira hematoencefálica funcional.
Um novo sistema promissor de administração de medicamentos
Neste estudo, os pesquisadores sintetizaram com sucesso três tipos de nanopartículas de ouro ultrapequenas fluorescentes e provaram que podem penetrar células cerebrais cultivadas em culturas 2D e 3D.
Nanopartículas ultrapequenas de ouro oferecem o potencial de se tornarem um sistema eficaz para entregar pequenas biomoléculas e corantes através da barreira hematoencefálica - oferecendo a esperança de tratamentos mais eficazes para pessoas com doenças cerebrais no futuro.
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