Introducción. Los sistemas de liberación de fármacos basados en nanotecnología, como liposomas, nanopartículas poliméricas y nanocápsulas, mejoran la solubilidad, estabilidad y biodistribución de los fármacos. Sin embargo, tras su administración en fluidos biológicos, proteínas y otras biomoléculas se adsorben sobre su superficie formando una corona proteica. Esta capa de proteínas influye de manera crítica en el destino biológico de los nanovehículos, afectando su tiempo de circulación, toxicidad y eficiencia de direccionamiento. A pesar de estrategias stealth (“de evasión”) como la PEGilación, las interacciones con los biofluidos siguen siendo inevitables, lo que pone de manifiesto la importancia de una caracterización precisa de esta corona proteica.
Métodos. Los nanovehículos fueron caracterizados mediante técnicas complementarias de LC-MS y RMN para evaluar la composición de la cubierta polimérica y su asociación dinámica durante la incubación en fluidos biológicos. Posteriormente, se incubaron con plasma y líquido cefalorraquídeo (LCR) de humanos, primates y roedores con el objetivo de evaluar la variabilidad interespecie en la formación de la protein corona. La técnica AF4 se acopló a detectores UV–Vis y MALS para la detección de proteínas y la caracterización de los nanovehículos. Finalmente, las formulaciones seleccionadas se evaluaron in vivo para correlacionar el perfil de la corona proteica con los perfiles de biodistribución. El flujo de trabajo analítico se resume en la Figura 1.
Resultados. La técnica AF4 permitió el aislamiento eficiente de los nanovehículos preservando tanto las proteínas fuertemente unidas como la fracción dinámica de la corona proteica. El análisis mediante LC-MS/MS reveló diferencias interespecie en la composición de la corona tanto en plasma como en LCR, poniendo de manifiesto la complejidad de extrapolar el comportamiento de los nanovehículos entre modelos preclínicos. Aunque la incorporación de cubiertas poliméricas redujo significativamente la adsorción total de proteínas en comparación con formulaciones no recubiertas, no eliminó completamente las interacciones con los biofluidos, siendo la química superficial un factor determinante de diferencias sutiles pero consistentes entre nanovehículos. Estas diferencias se reflejaron no solo en la cantidad total de proteínas adsorbidas, sino también en la clasificación funcional de las proteínas y en el número de moléculas de proteína por partícula. A partir de estos análisis multifactoriales, se seleccionaron los prototipos más prometedores para posteriores estudios in vivo destinados a correlacionar el perfil de la protein corona con el perfil de biodistribución.
Conclusiones. La formación de la corona proteica depende fuertemente tanto de la especie como de las propiedades superficiales de los nanovehículos, y representa un factor crítico para su traslación clínica. Los diferentes perfiles proteicos observados en plasma y LCR probablemente condicionen la biodistribución y el destino biológico de los nanovehículos entre distintos modelos, especialmente en sistemas dirigidos. La combinación de AF4 con LC-MS y RMN permite una caracterización robusta de la interfase nano-bio, favoreciendo el diseño racional y la selección de nanovehículos con mayor potencial translacional.
Agradecimientos
ED431C 2021/17. ED431G 2019/02. INVES246233SANJ. BTVP24A7776. ED481A-2024-014. ED481A 2022/237. Sponsored by Eli Lilly and Company.