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Para combater doenças epidêmicas, crônicas e infecciosas, é imprescindível o desenvolvimento de adjuvantes eficazes para a vacinação profilática e terapêutica 1,2. Idealmente, os adjuvantes devem possuir excelente segurança e ativação imunológica 3,4,5. Acredita-se que a captação e o processo efetivos de antígenos por células apresentadoras de antígenos (APCs) sejam um estágio essencial nas cascatas de sinalização a jusante e no início da resposta imune 6,7,8. Assim, obter uma compreensão clara do mecanismo de interação das células imunes com antígenos e projetar adjuvantes para melhorar a internalização são estratégias eficientes para aumentar a eficiência das vacinas.
Micro/nanopartículas com propriedades únicas têm sido previamente investigadas como sistemas de liberação de antígenos para mediar a captação celular de antígenos e a interação celular com padrões moleculares associados a patógenos 9,10. Ao entrar em contato com as células, os sistemas de liberação passam a interagir com a matriz extracelular e a membrana celular, o que levou à internalização e subsequentes respostas celulares11,12. Estudos prévios trouxeram à tona que a internalização de partículas ocorre por meio da adesão membrana celular-partícula13, seguida de deformação flexível da membrana celular e difusão do receptor para a membrana superficial14,15. Nessas circunstâncias, as propriedades do sistema de entrega dependem da afinidade com as APCs, que posteriormente afetam a quantidade de captação16,17.
Para obter insights sobre o design do sistema de entrega para melhorar a resposta imune, esforços extensivos têm se concentrado na investigação da relação entre as propriedades das partículas e a absorção celular. O presente estudo decorreu da observação de que micro/nanopartículas sólidas com várias cargas, tamanhos e formas são frequentemente estudadas sob essa luz, enquanto o papel da fluidez na internalização de antígenos é pouco investigado18,19. De fato, durante a adesão, as partículas moles demonstraram mudanças dinâmicas de curvatura e difusões laterais para aumentar a área de contato para interações multivalentes, que dificilmente podem ser replicadas pelas partículas sólidas20,21. Além disso, as membranas celulares são bicamadas fosfolipídicas (esfingolípidos ou colesterol) no local da absorção, e substâncias hidrofóbicas podem alterar a entropia conformacional dos lipídios, reduzindo a quantidade de energia necessária para a captação celular22,23. Assim, amplificar a mobilidade e promover a hidrofobicidade do sistema de entrega pode ser uma estratégia eficaz para fortalecer a internalização do antígeno para melhorar a resposta imune.
A emulsão pickering, estabilizada por partículas sólidas montadas na interface entre dois líquidos imiscíveis, tem sido amplamente utilizada no campo biológico24,25. De fato, as partículas agregadas na interface óleo/água determinam a formulação de estruturas multinível, que promovem interações multinível entre sistema de entrega multinível e células e induzem ainda mais propriedades físico-químicas multifuncionais na entrega de medicamentos. Devido à sua deformabilidade e mobilidade lateral, esperava-se que as emulsões de Pickering entrassem em interação celular multivalente com os imunócitos e fossem reconhecidas pelas proteínas da membrana26. Além disso, como os núcleos de micela oleosos nas emulsões de Pickering não são completamente cobertos com partículas sólidas, as emulsões de Pickering possuem lacunas de tamanhos diferentes entre as partículas na interface óleo/água, o que causa maior hidrofobicidade. Assim, é crucial explorar a afinidade das emulsões de Pickering com APCs e elaborar a internalização subsequente para desenvolver adjuvantes eficientes.
Com base nessas considerações, projetamos uma emulsão de Pickering estabilizada por nanopartículas (PNPE) PLGA como um sistema de entrega de vacinas de fluidez que também ajudou a obter informações valiosas sobre a afinidade do PNPE com BMDCs e internalização celular. A adesão em tempo real de vesículas extracelulares biomiméticas (bEVs; uma substituição de BMDCs) ao PNPE foi monitorada por meio de um método livre de rótulo usando um microequilíbrio de cristal de quartzo com monitoramento de dissipação (QCM-D). Após a caracterização da afinidade do PNPE com os BMDCs, a microscopia confocal de varredura a laser (CLSM) foi utilizada para determinar a captação do antígeno. O resultado indicou a maior afinidade do PNPE com os BMDCs e a internalização eficiente do antígeno. Antecipamos que o PNPE apresentaria maior afinidade com as APCs, o que pode estimular melhor a internalização de antígenos para melhorar as respostas imunes.