engineered nanoparticles interacting with cells

7/25/2019 Engineered Nanoparticles Interacting With Cells

1/34

ENGINEERED NANOPARTICLES

INTERACTING WITH CELLS: SIZE MATTERSShang et al., Journal of Nanobiotechnology, v.12, n.5, 2014.

1


2/34

INTRODUO

2

Nanopartculas

Administrao

Respiratria Oral Tpica

Intravenosa/Intramuscular


3/34

INTRODUO

3

Administrao

Cobrem a superfcie das NPs

Protein corona

Biomolculas presentes nos lquidos corporais


4/34

INTRODUO

4

Composio depende da concentrao e afinidade doscomponentes com a NP

Protein corona

Importante para a interiorizao das NPs pelas clulas

Determina a identidade biolgica da nanopartcula


5/34

INTRODUO

5

Endocitose

Interiorizao

Tamanho da vescula transportadora, protenas carreadoras emaquinrio utilizado no processo

Vrios tipos


6/34

INTRODUO

6

Ativa

Endocitose

Fagocitose Pinocitose Por receptor


7/34

INTRODUO

7

Por receptor

Endocitose

Protenas receptoras que reconhecem grupos qumicos demolculas a serem endocitadas

Se aprotein coronaestimula esses receptores, h ativao domaquinrio de endocitose da clula


8/34

INTRODUO

8

Propriedades fisico-qumicas das NPs

Interao NP-clula

Tamanho Morfologia Carga superficial

Composio qumica Qumica da superfcie


9/34

INTRODUO

9

Propriedades especficas das clulas

Interao NP-clula

Tipo de clula Fase do ciclo celular

Propriedades fisico-qumicas das NPs


10/34

INTERIORIZAO ATIVA

10

Endocitose

Independente

Clatrina Caveolina


11/34

INTERIORIZAO ATIVA

11

Tamanho das NPs

Mecanismo de interiorizao

Eficcia e cintica

Distribuio subcelular


12/34

INTERIORIZAO ATIVA

12

Tamanho das NPs

Relao direta da endocitose com o tamanho das NPs

Au, slica, poliestireno e xido de ferro

30 ~ 50 nm


13/34

INTERIORIZAO ATIVA

13

Tamanho das NPs

Clatrina (500 nm)


14/34

INTERIORIZAO ATIVA

14

Tamanho das NPs

Clatrina (45 nm)

NPs de Au

Fagocitose (13 nm)


15/34

INTERIORIZAO ATIVA

15

Tamanho das NPs

QDs & AuNCs (10 nm) so acumuladas na membrana plasmticaantes de serem interiorizadas gradativamente

QDs & AuNCs

NPs de poliestireno (100 nm) so interiorizadas imediatamente


16/34

INTERIORIZAO ATIVA

16

Qumica da superfcie

M, PMA monocticos THP-1

PS-COOH & PS-NH2(100 nm)

Interiorizadas por mecanismos diferentes

Tamanho das NPs


17/34

Qumica da superfcie

INTERIORIZAO ATIVA

17

Carga superficial

Maior interiorizao de NPs com carga positiva

AuNPs


18/34

Carga superficial

INTERIORIZAO ATIVA

18

Tamanho das NPs

NPs pequenas estimulam pouca quantidade de receptores

A dependncia da interiorizao com o tamanho das NPs estrelacionada ao estmulo de receptores de endocitose

NPs grandes estimulam grande quantidade de receptores


19/34

INTERIORIZAO ATIVA

19

Tamanho das NPs

50 ~ 70 nm

Modelos matemticos e termodinamicamente

Tamanho mnimo para estimular a interiorizao


20/34

INTERIORIZAO ATIVA

20

Protein corona

Os estudos so realizados em diferentes tipos de meio

Depende da composio do meio

NPs idnticas apresentam interiorizao diferente

Tamanho das NPs


21/34

INTERIORIZAO ATIVA

21


Distribuem-se pelo citoplasma, sem entrar no ncleo

CdTe QDs positivos (5 nm)

Protein corona


22/34

INTERIORIZAO ATIVA

22


Apresentam-se predominantemente no ncleo

CdTe QDs positivos (2 nm)


23/34

INTERIORIZAO ATIVA

23


Distribuio intracelular dependente do tamanho das NPs

AuNPs

2 nmNcleo

5 ~ 8 nmEndossomos

!16 nmSem interiorizao


24/34

INTERIORIZAO ATIVA

24

Estudo da interiorizao

Um parmetro particular

Dependncia das variveis

Mantendo os outros constantes



25/34


26/34

INTERIORIZAO PASSIVA

26

Eritrcitos

PS-NPs 1 m no so interiorizadas

PS-NPs


27/34


27

Eritrcitos

A eficcia da interiorizao determinada pelo tamanho

Avaliao da interiorizao de NPs de diferentes materiais,tamanhos e carga superficial

NPs


28/34


28

Eritrcitos

100 nm: so adsorvidas sem danos na membrana

NPs de slica

600 nm: adsorvidas com deformaes e hemlise


29/34


29

Eritrcitos

Interiorizao dependente da presena de grupos silanol

NPs de slica


30/34


30

Citotoxicidade

Evitada pela fuso da membrana com a NP

Formao de poros

Eritrcitos


31/34


31

Citotoxicidade

Interiorizao dependente com o tempo de exposio

DPA-QDs 8 nm

Sem danos membrana (fuso do DPA)


32/34

CONCLUSO

32

Tamanho

Eficcia da interiorizao, assim como o mecanismo a ser utilizado

Grande influncia na interao com as clulas

Localizao intracelular e citotoxicidade


33/34

CONCLUSO

33

Regras gerais

Independente da composio da NP

H um tamanho timo para interiorizao

Dependente do tipo da clula e da superfcie da NP

Tamanho


34/34

CONCLUSO

34

Regras gerais

NPs pequenas podem produzir maiores efeitos citotxicos

NPs pequenas possuem maior probabilidade de serem

interiorizadas passivamente

engineered nanoparticles interacting with cells

Documents