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Mecanismo da internalização fotoquímica

Processo: 13/16532-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de novembro de 2013
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
Pesquisador responsável:Mauricio da Silva Baptista
Beneficiário:Tayana Mazin Tsubone
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:12/50680-5 - Fotossensibilização nas ciências da vida, AP.TEM
Assunto(s):Fotoquímica   Morte celular   Endocitose

Resumo

A Internalização Fotoquímica (PCI) tem o potencial de revolucionar a entrega direcionada de fármacos e biomoléculas no interior de células eucarióticas. Seu conceito é baseado na utilização de fotossensibilizadores, que se localizam preferencialmente em membranas de vesículas endocíticas, que são foto-oxidadas permitindo a liberação do conteúdo do lúmen destas vesículas no citosol. PCI tem aumentado à eficiência de protocolos de terapia de câncer. Além disso, PCI mostrou ser capaz de melhorar substancialmente a entrega de biomoléculas (genes, proteínas, etc.) ativas no ambiente intracelular. No entanto, embora tenha esse grande potencial, a aplicação real da PCI na prática clínica é muito restrita (alguns grupos distribuídos pelo mundo estão testando esta estratégia). Isso se deve provavelmente pelo pouco conhecimento mecanístico dos processos celulares envolvidos na PCI, resultando em protocolos apenas empíricos. Por isso, estudos aprofundando dos mecanismos de ação da PCI serão de grande valia. No início de sua pós-graduação, a pretendente a esta bolsa, estudou a interação de porfirinas com membranas e sua relação com a fotoatividade utilizando diversas técnicas fotofísicas e biofísicas. Caracterizou que moléculas anfifílicas interagem mais fortemente com a membrana celular aumentando assim a sua ação fotodinâmica. Estes estudos forneceram os fundamentos para propormos um projeto focando no entendimento dos mecanismos da PCI, uma vez que se sabe que é necessária uma forte interação e boa acumulação do FS na membrana plasmática para que a entrega de fármacos seja satisfatória na PCI. Dois fotossensibilizadores da série estudada pela pretendente, se mostraram igualmente eficientes em termos de ligação e danos em membranas. Portanto, pretendemos neste projeto aumentar o conhecimento dos mecanismos envolvidos na PCI e para isso utilizaremos estes dois fotossensiblizadores com carga oposta TPPS2a e Cis-DiMPyP, bem como, um polímero fotossensibilizador (PPIX ligada covalentemente em poli-L-lisina) desenvolvido recentemente no laboratório. Além disso, a internalização de fármaco anti-tumoral (doxorubicina) e de polímeros de dextrana marcados com sondas fluorescentes (FITC dextran 4 e 250kDa) em dois modelos celulares (Hela e HaCaT), serão os nossos modelos de estudo. Pretendemos avaliar: i) o efeito da carga das porfirinas; ii) a diferença entre a cinética de liberação de substratos que já estejam em lisossomos comparada com aqueles que sejam fornecidos no ambiente extracelular e endocitados; iii) o efeito da inibição da endocitose por caveola, retirando o colesterol da membrana citoplasmática; iv) o efeito da interrupção do fluxo autofágico na PCI; v) a relação com a indução de mecanismos de morte celular programada (autofagia e apoptose). Espera-se como resultado deste trabalho um conhecimento mais aprofundado dos mecanismos envolvidos na PCI e talvez o desenvolvimento de moléculas que sejam mais eficientes. (AU)

Publicações científicas
(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)
TASSO, THIAGO T.; TSUBONE, TAYANA M.; BAPTISTA, MAURICIO S.; MATTIAZZI, LIA M.; ACUNHA, THIAGO V.; IGLESIAS, BERNARDO A. Isomeric effect on the properties of tetraplatinated porphyrins showing optimized phototoxicity for photodynamic therapy. DALTON TRANSACTIONS, v. 46, n. 33, p. 11037-11045, SEP 7 2017. Citações Web of Science: 3.
TSUBONE, TAYANA MAZIN; MARTINS, WALESKA KERLLEN; PAVANI, CHRISTIANE; JUNQUEIRA, HELENA COUTO; ITRI, ROSANGELA; BAPTISTA, MAURICIO S. Enhanced efficiency of cell death by lysosome-specific photodamage. SCIENTIFIC REPORTS, v. 7, JUL 27 2017. Citações Web of Science: 12.
BACELLAR, ISABEL O. L.; TSUBONE, TAYANA M.; PAVANI, CHRISTIANE; BAPTISTA, MAURICIO S. Photodynamic Efficiency: From Molecular Photochemistry to Cell Death. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 16, n. 9, p. 20523-20559, SEP 2015. Citações Web of Science: 79.

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