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03.10.2023La criomicroscopía electrónica CCiTUB contribuye al diseño de nanomateriales complejos destinados a la entrega de fármacos
El laboratorio de Criomicroscopía Electrónica de los CCiTUB ha colaborado con investigadores/as del IBEC, del IQAQ-CSIC y de la Universidad de Tecnología de Eindhoven en un estudio de caracterización del tráfico intracelular de nanopartículas mediante la correlación de Microscopías Óptica y Electrónica (CLEM), que se ha publicado en la revista Nanoscale.
El estudio ha combinado la técnica de fluorescencia de microscopía de reconstrucción óptica estocástica (dSTORM) con la microscopía electrónica de transmisión en muestras preparadas mediante criométodos: criofijación por alta presión (HPF), criosustitución y crioinclusión en resinas acrílicas. La correlación de estas técnicas ha permitido localizar con gran precisión la ubicación de las nanopartículas en el contexto de la ultraestructura celular preservada, en condiciones muy cercanas a las que se encontrarían las células en condiciones naturales, gracias a las ventajas de preservación estructural proporcionadas por las criotécnicas.
Las nanopartículas se utilizan para encapsular cargas terapéuticas con el fin de liberarlas en una ubicación específica o diana. El tráfico intracelular es el que rige la distribución de las nanopartículas y su carga a lo largo de los diferentes compartimentos celulares y, por lo tanto, determina su eficacia y seguridad. Por lo tanto, la investigación en este campo es muy importante tanto para comprender el destino biológico de las nanopartículas como para mejorar su diseño para facilitar la entrega del fármaco a su objetivo.
Las nanopartículas individuales de poli(lactida-co-glicólido)-poli(etilenglicol) (PLGA-PEG) marcadas con fluorescencia se visualizaron directamente mediante dSTORM y se asignaron a compartimentos celulares mediante microscopía electrónica de transmisión. En primer lugar, se realizó un seguimiento de las nanopartículas a lo largo de la vía endolisosomal en diferentes momentos, y luego se demostró el efecto de la cloroquina en su distribución intracelular (es decir, la fuga endosómica).
El protocolo propuesto se puede aplicar a nanopartículas y/o carga fluorescente, incluyendo aquellas que no se pueden detectar solo por TEM. Este estudio es de gran relevancia para obtener información importante sobre el tráfico de NP y es crucial para el diseño de nanomateriales más complejos destinados a la entrega de fármacos citoplasmáticos/nucleicos.