Biotransformação de nanoplásticos em plasma humano e sua permeação através de um modelo in vitro de barreira hematoencefálica: uma análise quantitativa aprofundada


Biotransformação de nanoplásticos em plasma humano e sua permeação através de um modelo in vitro de barreira hematoencefálica: uma análise quantitativa aprofundada
https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102466Obtenha direitos e conteúdo

Destaques

  • Uma coroa biológica se forma imediatamente nas superfícies dos nanoplásticos ao entrar em contato com biofluidos.

  • A composição da coroa biológica foi semelhante tanto no PS quanto no PVC.

  • A composição química dos nanoplásticos determina a evolução da coroa ao longo do tempo.

  • O número de nanoplásticos de PVC que cruzaram a BBB foi maior que o número de PS.

  • A corona biológica diminui a captação e a transcitose de nanoplásticos na BHE.

Resumo

Desafios na caracterização e quantificação de nanoplásticos dentro do corpo humano dificultam a compreensão de seu transporte, biotransformação e potencial para penetração celular e travessia de barreiras. Ao implementar um fluxo de trabalho analítico inovador, incluindo a incorporação de gadolínio (Gd) como um traçador na matriz polimérica de nanoplásticos, o destino dos nanoplásticos em relação a um modelo de barreira hematoencefálica (BHE) in vitro é elucidado na ausência ou presença de uma corona de biomolécula. Os nanoplásticos foram incubados em plasma humano por 5 min, 1 h, 6 h e 24 h, após o que as proteínas e lipídios absorvidos (biocorona) foram determinados. Um complete de 268 proteínas foram identificadas nas coronas biológicas em nanoplásticos de poliestireno (PS) e cloreto de polivinila (PVC), com as composições iniciais sendo amplamente semelhantes em PS e PVC. Ambos os nanoplásticos exibiram uma forte afinidade por fosfatidilcolinas (PC) e lisofosfocolinas (LPC) do plasma humano. A composição química inerente dos nanoplásticos desempenha um papel basic na evolução da corona ao longo do tempo. Células endoteliais (iECs) derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas humanas (iPSC) e astrócitos foram expostos por 2 h a 5 µg L-1 de nanoplásticos puros ou nanoplásticos cobertos com uma corona biológica (após incubação em plasma por 6 h). Uma concentração relativamente baixa de nanoplásticos de PS e PVC foi determinada como presente na camada celular da BBB. O número de nanoplásticos de PVC cruzando a BBB foi maior do que o número de nanoplásticos de PS. A presença de uma corona biológica nessas partículas diminui sua captação e transcitose. Esse entendimento pode promover o desenvolvimento de medidas preventivas ou estratégias terapêuticas para neutralizar a potencial neurotoxicidade induzida por nanoplásticos e fornecer uma base para o desenvolvimento de em silico modelos para prever as implicações neurotóxicas dos nanoplásticos.

Palavras-chave

Microplásticos

Proteína corona

Citotoxicidade

Rastreamento de nanoplásticos

Protocolo

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