A3 Captação e Translocação Celular

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A interação dessa nanopartícula com a membrana celular não depende de sua massa, ao contrário do que a toxicologia química convencional assume para a maioria das substâncias, mas sim de seu tamanho e energia superficial. De acordo com o modelo de Deserno, esses dois fatores — o tamanho e a energia superficial da nanopartícula — determinam a energia do envelope da membrana que a membrana celular precisa despender para envolvê-la completamente. Uma nanopartícula maior, ou com maior energia superficial, resulta em uma energia do envelope da membrana maior, segundo o modelo de Deserno.

No entanto, essa energia do envelope da membrana não pode exceder indefinidamente a energia que a própria membrana celular tem disponível para se deformar ao redor da nanopartícula. Consequentemente, essa energia mínima disponível do envelope define um raio crítico de captura para a nanopartícula: o tamanho máximo que a nanopartícula pode ter, fornecendo à membrana celular energia suficiente para envolvê-la completamente. O fato de essa energia mínima disponível para englobamento na membrana celular ser maior também resulta em um raio crítico de captação maior, permitindo que nanopartículas maiores sejam englobadas.

Portanto, este modelo, com o tamanho e a energia superficial da nanopartícula para os quais foi desenvolvido, estabelece que atingir esse raio crítico de internalização, sem ultrapassá-lo, é a condição que permite a internalização eficiente dessa nanopartícula por endocitose: uma nanopartícula abaixo desse raio crítico de internalização, com tamanho e energia superficial que a membrana celular ainda possa envolver completamente, é internalizada eficientemente, enquanto uma nanopartícula que exceda esse mesmo raio crítico permanece fora do alcance dessa via de internalização. O fato de essa condição depender, portanto, do tamanho e da energia superficial da nanopartícula, e não de sua massa, significa que duas nanopartículas de mesma massa, mas com tamanhos ou energias superficiais diferentes, podem ter destinos completamente diferentes quando confrontadas com essa mesma membrana celular. E o fato de essa energia superficial poder ser modificada deliberadamente, de acordo com outro modelo deste conjunto, por meio da funcionalização da superfície dessa nanopartícula, significa que essa mesma funcionalização determina, em última análise, a biocompatibilidade dessa nanopartícula diante dessa condição de internalização eficiente.

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