La captación celular de nanopartículas está regulada por la adhesión basada en integrinas a la matriz extracelular

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Biomateriales
• Biología Celular
• Nanotecnología
• Medicina Regenerativa

Sus antecedentes:

• La administración de nanopartículas terapéuticas es vital para diversas aplicaciones biomédicas, incluida la administración de fármacos y la ingeniería de tejidos.
• La captación de nanopartículas está influenciada por las interacciones célula-sustrato, particularmente la matriz extracelular (MEC) y la mecanosensación celular.
• Las interacciones célula-MEC modulan la señalización de integrinas, la formación de adhesiones focales y la dinámica del citoesqueleto, lo que afecta la internalización de nanopartículas.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo los diferentes recubrimientos de la MEC y miméticos de la MEC afectan la captación de nanopartículas de poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA).
• Determinar el papel de las interacciones célula-sustrato, específicamente la formación de adhesiones focales y la organización del citoesqueleto, en la captación de nanopartículas.
• Comparar la captación de nanopartículas entre distintos tipos de células con maduración de adhesiones focales variable.

Principales métodos:

• Caracterización de recubrimientos de MEC (colágeno I, fibronectina, laminina, ácido hialurónico, poli-l-lisina) mediante microbalanza de cristal de cuarzo con disipación (QCM-D) y elipsometría.
• Evaluación de la proliferación celular, la extensión y la formación de adhesiones focales en sustratos recubiertos.
• Cuantificación de la captación de nanopartículas de PLGA mediante imágenes de células vivas y estudios de captación utilizando citochalasina-D para investigar la dependencia del citoesqueleto de actina.

Principales resultados:

• Los recubrimientos de fibronectina (FN) y colágeno I (COL) mejoraron significativamente la adhesión celular, la proliferación y la formación de adhesiones focales, lo que condujo a una mayor captación de nanopartículas.
• Los recubrimientos de ácido hialurónico (HA) y laminina (LM) resultaron en una menor adhesión celular y captación de nanopartículas.
• Los tipos de células con adhesiones focales más maduras (fibroblastos, ASC) exhibieron una mayor captación de nanopartículas en comparación con los macrófagos (RAW264.7).
• La captación de nanopartículas dependió del citoesqueleto de actina, lo que indica la participación de vías endocíticas dependientes de actina.

Conclusiones:

• Las propiedades del recubrimiento de la MEC y la formación de adhesiones focales específicas del tipo celular regulan críticamente la captación de nanopartículas mediada por sustrato.
• Los recubrimientos de FN y COL promueven la captación sostenida de nanopartículas, mientras que LM muestra una captación temprana rápida, lo que resalta la cinética de captación dinámica.
• Estos hallazgos ofrecen información para el diseño de sistemas optimizados de administración de nanopartículas basados en sustratos para medicina regenerativa y aplicaciones terapéuticas.