Síntese e caracterização de nanopartículas de PEG adsorvidas com glicina (Gly@PEG/NPs) para aplicação biotecnológica : um estudo in vitro

Abstract

Este estudo relata o sucesso na preparação, caracterização e teste biológico in vitro de suspensão coloidal biocompatível formada a partir do carregamento de glicina (Gly) em nanopartículas de polietilenoglicol (PEG) suspensas em PBS (Gly@PEG/NPs). A interação entre a molécula de Gly e as nanopartículas de PEG foi investigada usando espectroscopia Raman normal e espectroscopia Raman intensificada por superfície (SERS), empregando coloide de prata com substrato ativo. Além do mais, microscopias eletrônicas de varredura (MEV) e de transmissão (TEM), espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) foram empregados para caracterizar as amostras. As atividades biológicas do complexo Gly@PEG/NPs em macrófagos do colostro humano, estimulados pela bactéria Escherichia coli (EPEC), foram avaliados quanto a viabilidade, fagocitose, atividade microbicida e produção de citocinas. Análises morfológicas revelaram que as nanopartículas do complexo Gly@PEG/NPs apresentam formato não esférica com diâmetro médio (índice de polidispersão) de 54,3 nm (0,16). Imagens de TEM de alta resolução demonstraram a coexistência de fases cristalinas e amorfas na estrutura do complexo Gly@PEG/NPs. Os espectros de FTIR, Raman normal e SERS sugerem fortemente que os grupos amino protonados (NH3+) das moléculas Gly se ligam aos átomos de oxigênio da molécula de PEG por meio de ligações de hidrogênio, deixando o grupo carboxilato (COO-) voltados para a massa aquosa do meio. Ensaios, usando método MTT (brometo de 3- [4,5-dimetiltiazol-2-il] -2,5 difenil tetrazólio), em células RAW 264.7 e em macrófagos de colostro humano tratados com o complexo Gly@PEG/NPs revelaram que a viabilidade celular desses sistemas é superior a 85%. Bioensaios, realizados em macrófagos do colostro humano estimulados pela bactéria EPEC e tratados com os complexos PEG/NPs, Gly@PEG/NPs e com Gly pura, mostraram que somente as células tratadas com Gly pura tiveram sua atividade fagocítica aumentada com relação ao grupo controle (estatisticamente relevante - p < 0,05). Evidenciando que os complexos PEG/NPs e Gly@PEG/NPs não foram reconhecidos pelos macrófagos. Em complemento, foi verificado que somente os macrófagos tratados com o complexo Gly@PEG/NPs tiveram sua atividade microbicida aumentada da ordem de 40 %, com relação aos grupos controle (p < 0,05). Por último, foi observado que os tratamentos com o complexo Gly@PEG/NPs e com a Gly pura aumentaram a expressão, com relação ao grupo controle, tanto das citocinas anti-inflamatórias (IL – 4 e IL – 10) quanto das pro-inflamatórias (IL-1β e TNF-α), todas com p < 0,05.