Absorção, biodistribuição e depuração de nanopartículas magnéticas avaliadas em tempos longos

Abstract

Nanopartículas magnéticas (NPMs) têm sido amplamente investigadas para aplicações biomédicas devido ao seu comportamento superparamagnético, elevada susceptibilidade magnética e versatilidade de funcionalização superficial. No entanto, a compreensão de sua biodistribuição, retenção e eliminação em longo prazo ainda é limitada, representando um desafio para sua translação clínica. Nesse contexto, a Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) destaca-se como uma técnica não invasiva, portátil e altamente sensível para a detecção e quantificação de NPMs em tecidos biológicos. No presente estudo, a BAC foi empregada para avaliar a biodistribuição e a depuração de NPMs de ferrita de manganês revestidas com PEG 1000 após administração intravenosa em modelo animal ao longo de períodos prolongados, demonstrando acúmulo predominante e retenção detectável em órgãos do sistema hepatoesplênico, com perfis temporais compatíveis com a captação pelo sistema mononuclear fagocitário. Observou-se ainda rápida depuração da circulação sanguínea e limitada redistribuição para outros tecidos ao longo do período experimental. A fração eliminada foi reduzida, com recuperação total aproximada de 4,07% da dose administrada pelas vias excretoras, sendo 2,11% por via urinária e 1,95% por via fecal, evidenciando a predominância de mecanismos de retenção sobre a eliminação em longo prazo. Em conjunto, os resultados demonstram que a BAC é uma ferramenta robusta e sensível para a caracterização da biodistribuição de NPMs, contribuindo para o entendimento de seu comportamento biológico e para o desenvolvimento de estratégias mais seguras e eficazes em aplicações biomédicas.

Magnetic nanoparticles (MNPs) have been extensively investigated for biomedical applications due to their superparamagnetic behavior, high magnetic susceptibility, and versatile surface functionalization. However, the understanding of their long-term biodistribution, retention, and clearance remains limited, representing a challenge for their clinical translation. In this context, Alternating Current Biosusceptometry (ACB) stands out as a noninvasive, portable, and highly sensitive technique for the detection and quantification of MNPs in biological tissues. In the present study, ACB was employed to evaluate the biodistribution and clearance of PEG 1000-coated manganese ferrite MNPs following intravenous administration in an animal model over extended experimental periods. The results demonstrated predominant accumulation and detectable long-term retention in organs of the hepatosplenic system, with temporal profiles consistent with uptake by the mononuclear phagocyte system. Rapid clearance from the bloodstream and limited redistribution to other tissues over time were also observed. The eliminated fraction was low, with a total recovery of approximately 4.07% of the administered dose through excretory pathways, including 2.11% via urine and 1.95% via feces, indicating predominance of retention mechanisms over longterm elimination. Overall, the results demonstrate that ACB is a robust and sensitive tool for characterizing the biodistribution of MNPs, contributing to a better understanding of their biological behavior and supporting the development of safer and more effective biomedical applications.