In vivo evaluation of gold nanoparticles functionalized with Arthrospira platensis protein extract

Abstract

Abstract. Introduction Gold nanoparticles (AuNPs) have gained increasing attention in nanomedicine due to their biocompatibility and unique physicochemical properties, which make them suitable for targeted therapies against cancer and other chronic diseases. Functionalizing AuNPs with bioactive compounds further enhances their biocompatibility and therapeutic potential. This study aimed to evaluate the effects of 10 nm citrate-stabilized AuNPs functionalized with a protein extract from Arthrospira platensis (AuNPs-APE) on biodistribution, as well as hematological and biochemical parameters, in Wistar rats. Material and methods FTIR spectroscopy confirmed AuNPs’ functionalization. Wistar rats received oral doses of AuNPs or AuNPs-APE for 28 days, followed by a 28-day clearance period. Gold biodistribution was analyzed in organs collected at the end of the experiment. Hematological and biochemical profiles were assessed using standard methods. Results FTIR analysis confirmed stable AuNPs-protein interactions. Both AuNPs and AuNPs-APE exhibited notable renal accumulation, suggesting extraglomerular retention. The protein extract showed mild immunomodulatory effects, reducing oxidative stress and inflammation associated with nanoparticle exposure. Conclusions The AuNPs–APE complex shows promise as a renal-targeted nanotherapeutic system, demonstrating improved biocompatibility and reduced systemic stress compared with unmodified AuNPs. Further studies are required to elucidate the underlying mechanisms and to optimize the formulation and safety profile.

Abstract. Introducere Nanoparticulele de aur (AuNP) sunt utilizate tot mai frecvent în nanomedicină datorită biocompatibilității și proprietăților fizico-chimice unice, care le susțin aplicabilitatea în terapiile țintite pentru cancer și boli cronice. Funcționalizarea cu ajutorul compușilor bioactivi le optimizează potențialul terapeutic și biocompatibilitatea. Acest studiu a evaluat efectele funcționalizării AuNP stabilizate cu citrat de 10 nm, cu un extract proteic din Arthrospira platensis (AuNP-APE) asupra biodistribuției, profilurilor hematologic și biochimic la șobolani Wistar. Material și metode Funcționalizarea AuNP a fost caracterizată prin spectroscopie FTIR. Șobolanii au primit oral AuNP sau AuNP-APE timp de 28 de zile, urmate de o perioadă de repaus de 28 de zile. Biodistribuția aurului a fost analizată în organele colectate la finalul experimentului. Profilurile biochimic și hematologic au fost evaluate prin metode standard. Rezultate Spectroscopia FTIR a confirmat interacțiuni stabile între AuNP și proteinele din extract. Atât AuNP, cât și AuNP-APE s-au acumulat în rinichi, sugerând mecanisme extraglomerulare de retenție. Extractul proteic a avut efecte imunomodulatoare favorabile, reducând stresul oxidativ și inflamația sistemică, cauzată de nanoparticule. Concluzii Complexul AuNP–APE prezintă potențial ca sistem nanoterapeutic, demonstrând biocompatibilitate superioară și un impact sistemic redus, față de AuNP nefuncționalizate. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru clarificarea mecanismelor implicate și optimizarea profilului de siguranță și al formulării.