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Interação de quitosanas e surfactantes com modelos de membrana celular investigada por espectroscopia vibracional não linear

Resumo

A quitosana, polímero natural abundante, tem sido utilizada para diversas aplicações biológicas como transporte e liberação de fármacos, terapia gênica, engenharia de tecidos, além de combate a fungos e bactérias. Embora essas aplicações tenham crescido muito nos últimos anos, há vários modelos sobre os modos de interação a nível molecular da quitosana com membranas biológicas, mas que precisam de comprovação experimental. Desse modo, as interações entre derivados de quitosana e modelos de membrana de mamíferos, bactérias e fungos serão investigadas nesse trabalho. Filmes de Langmuir de lipídeos serão utilizados como modelos de membrana, com o diferencial de realizarmos os experimentos utilizando temperatura biologicamente relevante, a fim de permitir a extrapolação dos resultados obtidos para situações in vitro ou in vivo. A espectroscopia vibracional por Geração de Soma de Frequências (espectroscopia SFG), técnica baseada em óptica não linear e pouco difundida, irá fornecer informações sobre a organização da água interfacial, a interação da quitosana com o grupo polar dos lipídeos, a conformação das cadeias lipídicas e a penetração da quitosana nos modelos de membranas. Já a microscopia por Geração de Soma de Frequências (microscopia SFG), técnica inovadora e recentemente implementada em nossos laboratórios, será utilizada na obtenção de imagens de interfaces com sensibilidade química por meio do espectro vibracional e contraste pela orientação e ordenamento das moléculas. As técnicas de espectroscopia no infravermelho com modulação de polarização (PM-IRRAS) e microscopia a ângulo de Brewster (BAM) serão utilizadas complementarmente para comparação com os resultados obtidos por espectroscopia e microscopia SFG. É esperado que os resultados forneçam bases sólidas para o entendimento do papel de cargas positivas, grau de hidrofobicidade e ligações de hidrogênio nas interações entre quitosana e modelos de membrana. Também pretendemos utilizar a mesma metodologia para estudar a interação entre surfactantes semi-fluorinados sintéticos com fosfolipídeos de membranas, como modelo para o efeito de surfactantes pulmonares. Portanto, esse trabalho contribuirá para elucidar o mecanismo de interação molecular de derivados de quitosana e surfactantes semi-fluorinados com membranas celulares de mamíferos, bactérias e fungos, utilizando técnicas poderosas, porém pouco difundidas nessa área de pesquisa. (AU)

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Publicações científicas (7)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
UEHARA, THIERS MASSAMI; CANCINO-BERNARDI, JULIANA; MIRANDA, PAULO BARBEITAS; ZUCOLOTTO, VALTENCIR. Investigating the interactions of corona-free SWCNTs and cell membrane models using sum-frequency generation. SOFT MATTER, v. 16, n. 24, p. 5711-5717, . (12/03570-0, 18/02819-0, 10/00486-2)
CARR, OLIVIA; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.; SHIMIZU, FLAVIO M.; SORROCHE, BRUNA PEREIRA; MELENDEZ, MATIAS ELISEO; PEDRO, RAFAEL DE OLIVEIRA; MIRANDA, PAULO B.; CARVALHO, ANDRE LOPES; REIS, RUI M.; ARANTES, LIDIA M. R. B.; et al. Genosensor made with a self-assembled monolayer matrix to detect MGMT gene methylation in head and neck cancer cell lines. Talanta, v. 210, . (17/03503-4, 12/15543-7, 18/02819-0, 15/12990-0, 13/14262-7, 19/13390-8, 16/01919-6)
UEHARA, THIERS M.; MIGLIORINI, FERNANDA L.; FACURE, MURILO H. M.; PALMA FILHO, NICOLAU B.; MIRANDA, PAULO B.; ZUCOLOTTO, VALTENCIR; CORREA, DANIEL S.. anostructured scaffolds containing graphene oxide for nanomedicine application. POLYMERS FOR ADVANCED TECHNOLOGIES, v. 33, n. 2, . (17/12174-4, 17/10582-8, 18/02819-0, 17/21791-7, 18/22214-6)
RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.; PEDRO, RAFAEL DE OLIVEIRA; CARR, OLIVIA; MELENDEZ, MATIAS E.; GOBBI, ANGELO L.; PIAZZETTA, MARIA HELENA DE OLIVEIRA; CARVALHO, ANDRE L.; REIS, RUI M.; MIRANDA, PAULO B.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.. Influence of the Molecular Orientation and Ionization of Self-Assembled Monolayers in Biosensors: Application to Genosensors of Prostate Cancer Antigen 3. Journal of Physical Chemistry C, v. 125, n. 1, p. 498-506, . (16/01919-6, 17/03503-4, 18/22214-6, 18/02819-0)
ARJUNAN, ANANTHI; SUKERI, ANANDHAKUMAR; SARAIVA, DOUGLAS PHILIP MARTINEZ; MIRANDA, PAULO BARBEITAS; BERTOTTI, MAURO. Electrochemical Studies of Hydrogen Peroxide Oxidation on a Nanoporous Gold Surface: Fundamental and Analytical Applications. Journal of the Electrochemical Society, v. 167, n. 11, . (18/08782-1, 18/02819-0)
PEDRO, RAFAEL DE OLIVEIRA; PEREIRA, ANDRESSA RIBEIRO; OLIVEIRA, OSVALDO N.; MIRANDA, PAULO BARBEITAS. Interaction of chitosan derivatives with cell membrane models in a biologically relevant medium. COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, v. 192, . (17/03503-4, 18/00878-0, 18/02819-0)
GUSAIN, ABHAY; FARIA, ROBERTO M.; MIRANDA, PAULO B.. Polymer Solar Cells-Interfacial Processes Related to Performance Issues. FRONTIERS IN CHEMISTRY, v. 7, . (17/07635-2, 18/02819-0)

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