Redefinindo barreiras: o glicocálix como mediador na endocitose de nanopartículas - Olivieri Junior, Paulo Henrique [UNIFESP] (2025)
No campo da nanomedicina, nanopartículas (NPs) podem ser empregadas para proteger e transportar agentes terapêuticos até o interior de células-alvo em tecidos específicos. Nesse contexto, uma compreensão aprofundada dos mecanismos que regulam o reconhecimento e internalização celular das NPs é essencial para otimizar sua eficácia e seletividade. Embora frequentemente negligenciado, o primeiro contato das NPs com as células ocorre por meio do glicocálix—uma densa rede de macromoléculas ricas em açúcares negativamente carregados que recobre a superfície celular. As interações entre NPs e glicocálix têm sido exploradas apenas recentemente, e muitos estudos apontam o glicocálix como uma barreira físico-química à internalização celular de NPs. Neste trabalho, demonstramos que o glicocálix exerce um papel mais complexo, atuando não apenas como estrutura física, mas também como plataforma de reconhecimento bioquímico que favorece a endocitose. Para alcançar esse objetivo, empregamos uma abordagem multidisciplinar combinando caracterização físico-química de NPs, análise proteômica, estudos biofísicos de interações moleculares, e ensaios de internalização. Na Parte 1, avaliamos a internalização de NPs de sílica (50 nm) recobertas com albumina nativa (BSA), catiônica (BSA+), ou aniônica (BSA-). Observamos que interações fracas (BSA) e fortes (BSA+) com o glicocálix facilitaram a internalização, enquanto a ausência de interação (BSA-) comprometeu esse processo. Na Parte 2, desenvolvemos NPs recobertas com proteínas derivadas de fluidos biológicos artificialmente enriquecidos ou depletados em proteínas ligadoras de heparina (HBP). Observamos que NPs contendo HBPs—como antitrombina, apolipoproteína E, e fator plaquetário 4—demonstraram forte afinidade pelo glicocálix, resultando em aumento expressivo na internalização. Por fim, na Parte 3, analisamos NPs recobertas com soro de voluntários saudáveis e de indivíduos com níveis alterados de colesterol ou triglicerídeos (TGs). NPs derivadas de soros dislipidêmicos apresentaram maior conteúdo de apolipoproteínas B e E e interações mais fortes com o glicocálix, resultando em uma internalização aumentada. Concluímos que o glicocálix não é uma barreira passiva, mas um elemento dinâmico e seletivo na captação celular de NPs. Essa nova perspectiva pode viabilizar um ajuste fino na interface célula–NP, favorecendo estratégias mais eficientes e direcionadas de entrega de fármacos, especialmente em contextos patológicos em que o glicocálix se encontra alterado, como no câncer ou na aterosclerose.