Adsorción de proteínas sobre nanopartículas modificadas con polímeros: efecto de la curvatura, el pH y el balance entre el equilibrio ácido-base de los polímeros y las proteínas

GONZALEZ SOLVEYRA, ESTEFANIA; SZLEIFER, IGAL

Evento virtual

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

Introducción: La adsorcion no especifica de proteínas que se observa en nanoparticulas (NPs) sin modificar al entrar en contacto con matrices biologicas limita sus aplicaciones en biomedicina. Las estrategias más comunes para controlarla consisten en ?pasivar? la superficie de la NP funcionalizándola con polímeros. Si bien hay diversos ejemplos en la literatura de nanoconstructos resistentes a proteínas, la información experimental es dispersa y heterogénea [1]. En este trabajo realizamos un estudio sistemático y exahustivo del proceso de adsorción de proteínas, empleando un modelado teórico que considera de manera explícita las conformaciones, carga, tamaño y forma de todas las especies del sistema, así como los equilibrios ácido-base de los amino ácidos y monómeros ionizables, y las interacciones electrostáticas actuantes en el sistema [2]. En la Figura 1 se esquematiza el sistema modelado para NP cilíndricas. Resultados: Los cálculos de teoría molecular permitieron caracterizar la estructura y obtener las isotermas de adsorción de proteínas en función de parámetros del sistema: densidad superficial y tipo de polímeros (neutros, ácidos o básicos), la curvatura y morfología de la NP y condiciones de pH y concentración de sales de la solución (Figura 1). Asimismo, se pudo caracterizar el estado de carga de los amino ácidos titulables y de las proteínas al adsorberse en funcion del pH, la identidad de la proteína, y el tipo de recubrimiento polimérico.Conclusiones: La adsorción de proteínas sobre NPs modificadas con polímeros depende fuertemente del pH y la fuerza iónica de la solución. En función del tipo de polímero y la identidad de las proteínas en la solucion, modificando el pH de la misma es posible lograr un adsorción diferencial, dando cuenta del balance que existe en el equilibrio ácido-base entre los polímeros de la NP y las proteínas en solución.