Estudo da interação de nanotubos de carbono e estruturas biológicas através de dinâmica molecular

• Processo: 12/24070-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 29 de abril de 2013
• Data de Término da vigência: 28 de março de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
• Pesquisador responsável: Valtencir Zucolotto
• Beneficiário: Lilian Maria Pessôa da Cruz Centurion
• Supervisor: Mark S. P. Sansom
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Oxford, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 10/08242-5 - Interação de nanotubos de carbono com sistemas nanométricos e biológicos: estudos experimentais e computacionais, BP.DR
• Assunto(s): Nanomedicina
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica Molecular | Modelos de membranas | Nanomedicina | nanotoxicologia | nanotubos de carbono | Biofísica Computacional

Resumo

A manipulação de nanomateriais e sua aplicação no meio biológico são duas áreas de pesquisa que têm se destacado nos últimos anos. Estas nanoestruturas apresentam potencial para serem usadas como carreadores de genes ou fármacos e nos campos da hipertermia, fototerapia, diagnóstico por imagem celular e indução de morte celular seletiva. O desenvolvimento da nanomedicina como uma ferramenta diagnóstica e terapêutica requer o entendimento dos efeitos tóxicos originados durante o contato das nanopartículas com biomoléculas ou células. Compreender estas interações é crucial para a implementação segura dos nanomateriais no campo da medicina. Entre as técnicas usadas na nanotoxicologia, a dinâmica molecular (DM) se destaca como sendo a que pode proporcionar as mais detalhadas informações em nível molecular, levando assim à otimização das características físico-químicas das nanoestruturas e à redução de riscos associados à administração de nano-objetos. O objetivo deste projeto é executar simulações computacionais por dinâmica molecular das interações de nanotubos de carbono com membranas compostas por bicamadas lipídicas, que mimetizam a membrana celular. Os experimentos devem envolver o estudo de nanotubos de carbono funcionalizados, e os resultados serão comparados com estudos anteriores desenvolvidos no nosso grupo através do emprego de modelos de membrana com filmes de Langmuir. As informações obtidas através das simulações devem ajudar a elucidar o ambiente biofísico-químico que rege estas nano-bio interfaces e a desenvolver aplicações mais seguras e eficientes para estas nanopartículas carbonáceas. (AU)