MECCANISMI DI INTERAZIONE DI NANOPARTICELLE DI CARBONIO CON SOFT PROTEINS

Le nanoparticelle, negli ultimi decenni, stanno riscuotendo un sempre maggior interesse grazie alla loro versatilità di utilizzo che spazia dall’ambito biologico, a quello medico fino a quello biotecnologico. Quando una nanoparticella (NP) si trova immersa in un fluido biologico sulla sua superficie andranno ad adsorbirsi molecole di varia natura formando la cosiddetta corona e questo processo dipenderà in gran misura dalle proprietà intrinseche del materiale e dal suo coating. Nel caso in cui le molecole adsorbite siano proteine questo strato verrà chiamato ‘protein corona’. La protein corona è composta da una hard corona, che è lo strato più interno, costituita da uno strato di proteine adsorbito irreversibilmente alla superficie della NP, e da una soft corona, che è lo strato più esterno, costituita, al contrario, da uno strato dinamico di molecole non legate saldamente alla superficie. Mentre l’hard corona è stabile la soft corona può subire modificazioni nel passaggio della particella da un ambiente ad un altro. Diversi studi hanno dimostrato come l’identità biologica dei nanomateriali sia distinta dall’identità chimica. Il protein corona gioca un ruolo fondamentale nel definire l’identità biologica e andando di conseguenza a modulare l’interazione delle NP con le cellule. È quindi fondamentale, per gli studi tossicologici, la comprensione della cinetica e della composizione di questa. Di grande importanza è anche lo studio delle variazioni conformazionali cui le proteine andranno in un contro una volta adsorbite sulla superficie delle NP in quanto tali modificazioni possono indurre effetti biologici mediati dalle proteine. Nonostante il gran numero di lavori sperimentali, sono stati sviluppati pochi modelli teorici in grado di predire l’adsorbimento di proteine su NP. Nel presente lavoro di tesi è stato adottato un modello a grana grossa (‘coarse-grained’) cui si è visto essere in grado di riprodurre i dati sperimentali con un’ottima precisione. Sono stati utilizzati successivamente diversi tools e diverse tecniche sperimentali per poter comprendere il processo di adsorbimento e per osservare le modificazioni conformazionali a cui va incontro l’albumina, parte di una soluzione monocomponente, una volta a contatto con una nanoparticella.