ROS - Nanoenzimas Magnéticas de Limpeza com Ativação Remota para Doença de Alzheimer

• Processo: 23/06206-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2027
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Acordo de Cooperação: M-ERA.NET
• Pesquisador responsável: Vanessa de Jesus Rodrigues de Paula
• Beneficiário: Vanessa de Jesus Rodrigues de Paula
• Pesquisador Responsável no exterior: Gerardo F Goya
• Instituição Parceira no exterior: Universidad de Zaragoza, Espanha
• Instituição Sede: Instituto de Psiquiatria Doutor Antonio Carlos Pacheco e Silva (IPq). Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP (HCFMUSP). Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Orestes Vicente Forlenza
• Assunto(s): Doença de Alzheimer
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Doença de Alzheimer | magnéticas | nanoenzimas | Neuroprotection | Nanoenzimas

Resumo

A doença de Alzheimer (DA) é uma condição neurodegenerativa e a causa prevalente de demência em todo o mundo. Embora sua etiologia ainda não esteja completamente esclarecida, há um consenso crescente sobre sua natureza multifatorial. Portanto, a necessidade de estratégias multi-alvo é clara, e o atual estado da arte em nanomateriais está maduro o suficiente para oferecer plataformas flexíveis para desenvolver catalisadores biomiméticos multi-alvo. Dois eventos chaves característicos na DA são os depósitos de beta-amiloide (A²) e tau hiperfosforilada no cérebro, ambas as principais fontes de espécies reativas de oxigênio (ROS). O objetivo do projeto ROSSCA é desenvolver uma nova abordagem terapêutica contra a DA, atuando na atividade reconhecidamente diminuída em pacientes com DA, de algumas das enzimas antioxidantes que mantêm o equilíbrio redox no tecido cerebral. Para isso, produziremos e testaremos uma nanoplataforma multifuncional, acionável magneticamente, projetada para imitar as enzimas catalase de ROS (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e superóxido dismutase (SOD) relevantes para a doença de Alzheimer. Nosso objetivo é fornecer essas 'nanoenzimas' com um nível final de prontidão que as tornem aptas para ensaios pré-clínicos. O nível de prontidão será alcançado através de uma série de testes aprofundados por cada parceiro do Consórcio sobre sua segurança toxicológica, sua ação neuroprotetora em neurônios primários do hipocampo e sua eficácia em um modelo de DA em ratos. As nanoenzimas magnéticas (MNZs) serão projetadas para ter um óxido de grafeno reduzido (rGO) com centros ativos específicos (metal átomos) ligados com coordenação local atômica que imita aqueles para o correspondente natural enzimas para fornecer a ação biocatalítica. O núcleo magnético fornecerá a capacidade de absorção de energia sob campos magnéticos CA remotos, visando a estimulação local dos centros catalíticos na superfície. O Consórcio será constituído por quatro parceiros de renome internacional com a experiência central para fornecer um nível pré-clínico pronto para teste de novas MNZs. Os parceiros do projeto ROSSCA têm as habilidades e experiência em a) física e ciência dos materiais para projeto e produção das MNZs, b) toxicologia genética e perfil toxicológico para avaliação de segurança, c) biologia molecular por sua eficácia neuroprotetora em neurônios hipocampais primários, e d) neurofisiologia para testes de desempenho em modelos de ratos com DA. A nova abordagem de ativação local dos centros catalíticos por meio de nanoenzimas acionadas magneticamente (MNZs) permitirá igualar a eficiência catalítica de enzimas biológicas, sem que os efeitos deletérios da desnaturalização ocorram em suas contrapartes naturais. Como tal, espera-se que os novos protocolos sejam potencialmente transferíveis para outras doenças neurodegenerativas. A prova de conceito dessa nova abordagem terapêutica em modelos de DA começará no TRL3 e abrangerá a validação de materiais e protocolos no TRL4. O Consórcio trabalhará em colaboração com empresas das áreas tecnológicas de dispositivos biomédicos, microplataformas biomiméticas e síntese em larga escala, ou seja, aqueles players industriais que serão necessários para transferir os principais produtos do ROSSCA para o nível pré-clínico. Espera-se que os resultados do ROSSCA forneçam um avanço não apenas na pesquisa fundamental sobre mecanismos biocatalíticos, mas também aplicações em protocolos pré-clínicos para atividade antioxidante com dose controlada e terapias minimamente invasivas contra a DA e outras doenças neurodegenerativas do sistema nervoso central. (AU)