Funcionalização de
nanopartículas metálicas
com diferentes
combinações de
peptídeos para
aplicações como agentes antimicrobianos e
antitumorais
As nanopartículas (NPs) metálicas têm sido amplamente aplicadas na área biomédica. Essas NPs apresentam características físico-química únicas, ótima versatilidade em sua síntese química e de superfície, além da vantagem de acumularem-se preferencialmente em tecidos tumorais devido ao efeito de permeabilidade e retenção aumentadas, conhecido como EPR (do inglês, Enhanced Permeability and retention). A incorporação de peptídeos terapêuticos à superfície de NPs metálicas é uma estratégia promissora para aprimorar as aplicações dessas moléculas na área da saúde. Os peptídeos são altamente seletivos, porém encontram diversas barreiras fisiológicas ao adentrar no organismo, relacionadas à baixa biodisponibilidade ou desativação por enzimas. Neste trabalho, foram preparadas três tipos de NPs metálicas, sendo elas, NPs de ouro (AuNPs), NPs de prata (AgNPs) e NPs bimetálicas de ouro e platina (AuPtNPs). As caracterizações físico-químicas dessas NPs foram realizada pelas técnicas de espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis), espalhamento de luz dinâmico (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) e difração de raios-X (DRX). Visando aplicações biomédicas, as NPs foram analisadas quanto a sua toxicidade através de ensaios de viabilidade celular em células de fibroblasto humano (linhagem HS68) e de toxicidade embrionária em zebrafish (Danio rerio). Os ensaios evidenciaram a biocompatibilidade superior de AuNPs em relação às AgNPs e AuPtNPs. Assim, as AuNPs foram estudadas como sistemas de carreamento de peptídeos antitumorais e antimicrobianos, como forma de superar as limitações farmacocinéticas inerentes à essas moléculas. Dois peptídeos derivados de CDR’s (do inglês, complementary determining region) de anticorpos monoclonais, de sequências YISCYNGATSYNQKFK (C7H2) e RASQSVSSYLA (HuAL1), foram escolhidos para compor esses sistemas por terem exibido toxicidade contra células tumorais, atividade antimetastática, além de uma potente ação antimicrobiana. As AuNPs foram funcionalizadas com os peptídeos C7H2 e HuAL1. Esses peptídeos foram ligados às AuNPs individualmente, formando as NPs AuNPsC7H2 e AuNPsHuAL1 e também em conjunto formando as NPs AuNPsC7H2HuAL1. A atividade antitumoral das AuNPs funcionalizadas com os peptídeos foi demonstrada in vitro, em linhagem tumoral de melanoma metastático (B16F10-Nex2) e linhagem não-tumoral de fibroblasto humano (HS68), e também, in vivo, em camundongos do tipo C57BL/6 com melanoma metastático, como forma de avaliar sua capacidade terapêutica. Os resultados in vitro sugeriram um efeito antitumoral aprimorado para AuNPsHuAL1 e AuNPsC7H2HuAL1, comparadas com os peptídeos em suas formas livres. In vivo, a combinação peptídica dos peptídeos HuAL1 e C7H2 também foi mais eficiente quando ligada à AuNPs. A atividade antimicrobiana das NPs sem funcionalização e de AuNPs funcionalizadas também foi testada pelo método de microdiluição seriada frente à cepas de Candida Albicans, Pseudomonas Aeruginosa e Staphylococcus aureus. Os resultados comprovam a existência de uma ação antimicrobiana intrínseca às três NPs metálicas e uma ótima ação antibiótica para AuNPsHuAL1.
Palavras-chave: nanopartículas metálicas, nanopartículas de prata, nanopartículas de ouro, nanopartículas bimetálicas, AuNPs, AgNPs, AuPtNPs, peptídeos terapêuticos, funcionalização, antitumoral, antimicrobiano.
Abstract
Daniela Maria Ducatti Formaggio
Desenvolvimento de
tintas com
nanodiamantes
e estudos de suas propriedades
Os nanodiamantes (ND) são uma classe de nanomateriais à base de carbono atualmente investigados devido às suas notáveis propriedades, como por exemplo, dureza, condutividade térmica e transparência óptica. Inúmeras aplicações para os ND estão sendo descobertas tanto na área biomédica como em implantes dentários e carregadores de fármacos, quanto na área de materiais no aprimoramento de propriedades mecânicas de ligas metálicas e de materiais poliméricos. A indústria de tintas é uma das áreas de grande importância que pode ser beneficiada pela aplicação desses nanomateriais, seja por aprimoramento das propriedades mecânicas da tinta ou pelo provimento de propriedades antimicrobianas.
Assim, o presente projeto visa o desenvolvimento de uma tinta contendo ND. Primeiramente, investigou-se uma composição com melhor do meio resultaria na melhor estabilidade dos ND em suspensão. Foi observado que a suspensão composta de 0,05% vol. de Polysal® BA (dispersante) e 0,21% de ULTRANEX 95 (emulsificante) foi o mais propício para estabilidade coloidal dos ND já que a aglomeração e precipitação foram observadas apenas após o período de 30 dias. A alta estabilidade dos ND nesse meio foi comprovada pela medida de potencial- a qual indicou ND de alto potencial (-46 mV). Além disso, determinou-se que a concentração de ND 0,25 % vol. gerou uma suspensão com estabilidade coloidal satisfatória. Assim, prepararam-se formulações contendo essa concentração de ND (0,25 %vol) e na presença ou não de biocidas. As formulações foram caracterizadas quanto à estabilidade a 60 °C, absorção de água, resistência à
abrasão e aderência. Todas as formulações resultaram em alta estabilidade a 60 °C e baixa absorção de água. Nenhuma das formulações apresentou área destacada no ensaio de aderência (ABNT NBR 11003:2009), apresentando classificação Gr 0 (grau máximo de aderência). No ensaio de resistência à abrasão. ,A formulação contendo ND foi 7% mais resistente que a formulação sem ND. Por fim, as formulações foram comparadas quanto à propriedade antibacteriana frente ao micro-organismo Staphylococcus aureus. A adição de ND não levou à um aumento de atividade antibacteriana uma vez que a inibição de crescimento da bactéria pela tinta contendo ND foi de 84% enquanto pela tinta sem adição de ND e sem adição de biocida foi de 80%, sem diferença significativa entre elas.
Palavras-chaves: Nanodiamantes, Nanomateriais, tintas, Tintas acrílicas, Efeito
antibacteriano.
Abstract
Alexandre Martins Isaias dos Santos
Estabilidade de comprimidos de liberação Controlada baseados em
Hidroxietilcelulose
Polímeros derivados de celulose são comumente utilizados para liberação de fármacos. Este trabalho aplicou um desses derivados, o hidroxietilcelulose (HEC) num sistema de liberação controlada (comprimido). Os comprimidos foram fabricados utilizando excipientes comumente encontrados em produtos comerciais utilizando com cafeína como fármaco modelo.
Na caracterização das matérias-primas e dos comprimidos foram utilizadas as seguintes técnicas: análises térmicas (DSC); medidas espectroscópicas de Raman e UV/VIS; e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Para avaliação da matriz polimérica foram utilizadas técnicas de intumescimento por imersão em água e por exposição à atmosfera úmida. A liberação do fármaco foi avaliada por ensaios in vitro utilizando água como meio de dissolução. Os mecanismos de intumescimento e liberação foram analisados com base nos modelos matemáticos de Vergnaud, Higuchi e de Kormesmeyer.
Além da formulação mais apropriada para obter a liberação controlada da cafeína, o presente trabalho identificou os efeitos que a pressão de compressão e armazenamento tem sobre a cinética de liberação do fármaco a partir dos comprimidos. Observou-se que a maior pressão de compressão gera comprimidos de liberação mais lenta sob mecanismo de liberação e intumescimento anômalos. O armazenamento causou alterações semelhantes nos dois comprimidos (de baixa e alta pressão de compressão). Após armazenamento a 75%UR e 30oC/40oC a cinética de liberação foi acelerada. Essa alteração foi identificada como consequência do um aumento de conteúdo de água nos comprimidos e relaxação dos polímeros pelo aumento de temperatura.
Assim, os resultados sugeriram que um planejamento e combinação criteriosa das matérias-primas no desenho da formulação e escolha de parâmetros de fabricação constituem fatores críticos para o sucesso de um comprimido de liberação prolongada.
Além disso, condições de temperatura e umidade durante o armazenamento são essenciais para garantir o comportamento de liberação controlada dos comprimidos baseados em HEC.
Palavras-chave: Hidroxietilcelulose, cafeína, armazenamento, liberação
controlada, estabilidade
Abstract
CRISTINA A. ANDRADE R. GAIOTTO
Aumento de sensibilidade de sensor de Ressonância Plasmônica de Superfície para detecção de proteínas
Este estudo descreve o desenvolvimento de um método para aumentar a sensibilidade de um biossensor de Ressonância Plasmônica de Superfície (SPR) para detecção de proteínas em baixas concentrações. O método utilizou nanopartículas de ouro (AuNPs) em duas metodologias. Em um primeiro método, a proteína a ser detectada foi ligada covalentemente às AuNPs e em seguida as NPs foram analisadas no sensor de SPR. O Segundo método utilizou as AuNPs funcionalizadas com anticorpo específico para captura de proteína de interesse livre em solução. As proteínas utilizadas foram lecitinas arachis hypogaea (PNA) e canavalia ensiformis (conA), e biomarcador de câncer de ovário, a mesotelina. O segundo método foi mais eficiente na amplificação do sinal resultando em uma resposta com melhor resolução e redução do limite de detecção. A resposta do sensor foi comparada com a detecção de proteína livre em solução e com a detecção de proteína ligada covalentemente às AuNPs. Nesta ordem, o limite de detecção foi 98% e 89% menor na detecção de PNA e 79% e 77% menor na detecção de conA. É possível que o segundo método tenha sido mais eficiente devido o uso AuNPs como elemento de amplificação e capturador de proteína livre em solução, bem como por levar ao acomplamento plasmônico entre as AuNPs e a superfície de ouro do sensor SPR. O resultado verificado motivou o uso de AuNPs capturadoras na detecção da proteína mesotelina, um importante biomarcador utilizado no diagnóstico de câncer de ovário e mesotelioma. O teste foi realizado com base no ponto de corte utilizado para diagnosticar câncer de ovário (415pM). O resultado apresentou um limite de detecção de 35pM, esse valor foi de grande relevância demonstrando a eficiência na detecção de proteína mesotelina em baixas concentrações demonstrando o potencial uso desse método para futuros estudos na área de diagnóstico de câncer.
Palavras chave: Biossensor, SPR, Nanopartículas de ouro, lecitinas, aumento de
sensibilidade
Abstract
ERENILDO FERREIRA DE MACEDO
Síntese de nanopartículas contendo azul de metileno e
inibidor de
parp co-encapsulados
As nanopartículas (NPs) metálicas têm sido amplamente aplicadas na área biomédica. Essas NPs apresentam características físico-química únicas, ótima versatilidade em sua síntese química e de superfície, além da vantagem de acumularem-se preferencialmente em tecidos tumorais devido ao efeito de permeabilidade e retenção aumentadas, conhecido como EPR (do inglês, Enhanced Permeability and retention). A incorporação de peptídeos terapêuticos à superfície de NPs metálicas é uma estratégia promissora para aprimorar as aplicações dessas moléculas na área da saúde. Os peptídeos são altamente seletivos, porém encontram diversas barreiras fisiológicas ao adentrar no organismo, relacionadas à baixa biodisponibilidade ou desativação por enzimas. Neste trabalho, foram
preparadas três tipos de NPs metálicas, sendo elas, NPs de ouro (AuNPs), NPs de prata (AgNPs) e NPs bimetálicas de ouro e platina (AuPtNPs). As caracterizações físico-químicas dessas NPs foram realizada pelas técnicas de espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis), espalhamento de luz dinâmico (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) e difração de raios-X (DRX). Visando aplicações biomédicas, as NPs foram analisadas quanto a sua toxicidade através de ensaios de viabilidade celular em células de fibroblasto humano (linhagem HS68) e de toxicidade embrionária em zebrafish (Danio rerio). Os ensaios evidenciaram a biocompatibilidade superior de AuNPs em relação às AgNPs e AuPtNPs. Assim, as AuNPs foram estudadas como sistemas de carreamento de peptídeos antitumorais e antimicrobianos, como forma de superar as limitações farmacocinéticas inerentes à essas moléculas. Dois peptídeos derivados de CDR’s (do inglês, complementary
determining region) de anticorpos monoclonais, de sequências YISCYNGATSYNQKFK (C7H2) e RASQSVSSYLA (HuAL1), foram escolhidos para compor esses sistemas por terem exibido toxicidade contra células tumorais, atividade antimetastática, além de uma potente ação antimicrobiana. As AuNPs foram funcionalizadas com os peptídeos C7H2 e HuAL1. Esses peptídeos foram ligados às AuNPs individualmente, formando as NPs AuNPsC7H2 e AuNPsHuAL1 e também em conjunto formando as NPs AuNPsC7H2HuAL1. A atividade antitumoral das AuNPs funcionalizadas com os peptídeos foi demonstrada in vitro, em linhagem tumoral de melanoma metastático (B16F10-Nex2) e linhagem não-tumoral de fibroblasto humano (HS68), e também, in vivo, em camundongos do tipo C57BL/6 com melanoma metastático, como forma de avaliar sua capacidade terapêutica. Os resultados in vitro sugeriram um efeito antitumoral aprimorado para AuNPsHuAL1 e AuNPsC7H2HuAL1, comparadas com os peptídeos em suas formas livres. In vivo, a combinação peptídica dos peptídeos HuAL1 e C7H2 também foi mais eficiente quando ligada à AuNPs. A atividade antimicrobiana das NPs sem funcionalização e de AuNPs funcionalizadas também foi testada pelo método de microdiluição seriada frente à cepas de Candida Albicans, Pseudomonas Aeruginosa e Staphylococcus aureus. Os resultados comprovam a existência de uma ação antimicrobiana intrínseca às três NPs metálicas e uma ótima ação antibiótica para AuNPsHuAL1.
Palavras-chave: nanopartículas metálicas, nanopartículas de prata, nanopartículas de ouro, nanopartículas bimetálicas, AuNPs, AgNPs, AuPtNPs, peptídeos terapêuticos, funcionalização, antitumoral, antimicrobiano.
Abstract
Jéssica Aparecida Magalhães