Des chercheurs de l'Université Rice ont observé une agrégation de nanoparticules induite par de faibles concentrations de protéines d'albumine sérique dépliées. Ils pensent que les protéines se déploient lors de la liaison aux nanoparticules d'or et empêchent d'autres protéines de les rejoindre pour former une enveloppe protectrice autour de la particule. Crédit :Université Rice
Des protéines sériques sanguines ont été observées se combinant un à un avec des nanoparticules d'or et les incitant à s'agréger, des scientifiques de l'Université Rice ont rapporté.
C'est inattendu, selon les chercheurs de Rice Stephan Link et Christy Landes, qui ont mené des études sur les protéines les plus responsables de la séparation des solides dans le sang. En faibles concentrations, ils ont dit, les protéines s'attachent de manière irréversible, déplier puis rassembler les nanoparticules.
Cela va à l'encontre de l'objectif des protéines d'albumine, le plus abondant dans le sang, ils ont dit.
Le papier, publié ce mois-ci dans la revue American Chemical Society ACS Nano , a des implications pour les maladies causées par l'agrégation, comme Alzheimer, et pour les problèmes de toxicité des nanoparticules, les chercheurs ont dit. Les nanoparticules d'or sont de plus en plus utilisées comme agents thérapeutiques.
Il y a plusieurs années, l'équipe Rice a découvert que des concentrations plus élevées d'albumine sérique bovine (BSA), un quasi-match pour son homologue humain, pourrait empêcher les nanoparticules d'or naturellement hydrophobes de s'agglomérer. Dans de nouvelles expériences, certains utilisent une technologie qui n'est devenue disponible que ces dernières années, On a observé que les protéines BSA en faibles concentrations se dépliaient en présence de nanoparticules d'or.
Il s'agit d'une carte à super-résolution des molécules individuelles d'albumine de sérum bovin identifiées, comme indiqué par les contours colorés. Le nanofil d'or, en gris et des milliers de nanomètres de long, montre la taille relative des protéines, qui occupent des zones beaucoup plus grandes que prévu en fonction de la taille de leur géométrie dépliée. Les chercheurs ont déclaré que cela appuyait la découverte qu'il n'y avait de place que pour une seule protéine sur les plus petites nanoparticules étudiées. Crédit :Université Rice
"Nous pensons que la protéine s'attache d'abord et se déploie, et qui empêche d'autres protéines d'entrer, » dit Link. « Mais cela facilite aussi l'agrégation.
"C'est la protéine la plus courante dans le sérum sanguin, " Landes a déclaré. " Son travail est d'entourer et de faire une belle coque dure autour de tout ce qui serait autrement insoluble et de stabiliser le mélange compliqué de cellules, protéines et hormones dans le sang.
"Ce qui est important, c'est la capacité de la protéine à enrober avec succès des hormones stéroïdes autrement hydrophobes, nanoparticules, virus, n'importe quoi, " dit-elle. " Mais pour qu'il fasse ce revêtement, il doit rester bien plié."
En se dépliant en présence de nanoparticules d'or, ils ont dit, la protéine fait deux choses :elle s'étale sur la particule, ne laissant aucune place à d'autres protéines pour se fixer, et expose son noyau hydrophobe habituellement caché, qui encourage l'agrégation avec d'autres ensembles protéine-nanoparticules.
"C'est un problème que les gens utilisent des nanoparticules à des fins thérapeutiques ou qu'ils entrent simplement en contact avec des nanoparticules dans des produits ou dans l'environnement, " a déclaré Landes. " Si l'albumine sérique peut faire son travail, tout va bien. Mais nous ne pouvons pas nous empêcher de remarquer que la protéine se déploie, l'agrégation des protéines et la formation de fibrilles sont à l'origine de toutes sortes de maladies."
Alors que leurs recherches précédentes ont montré que les protéines d'albumine à des concentrations élevées maintiennent les nanoparticules solubles, "il existe des situations biologiques où la concentration de protéine albumine sérique pourrait être suffisamment faible pour causer des problèmes, ", a déclaré Landes.
Ils ont également noté que deux autres protéines véhiculées par le sang, fibrinogène et globuline, provoquent l'agrégation des nanoparticules d'or quelle que soit leur concentration. "Ils se déroulent quelle que soit la concentration, ce qui signifie que la BSA ou la sérumalbumine humaine sont vraiment conçues pour fabriquer ce revêtement et éviter que tout ne devienne incontrôlable, " dit Link.
"Nous disons que les gens doivent vraiment faire attention au rapport entre la protéine - dans ce cas, BSA et nanoparticules, parce que différentes choses peuvent arriver."
