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Estudo da formação de complexos DNA plasmideal/ lipossomas catiônicos em sistema microfluídico de dispositivo único, para aplicações em terapia e vacinação gênicas

Processo: 13/23095-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2014
Vigência (Término): 30 de junho de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Lucimara Gaziola de la Torre
Beneficiário:Juliana Matos Serafin
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Terapia genética   Microfluídica   Nanobiotecnologia   Nanotecnologia

Resumo

Este projeto de iniciação científica objetiva o desenvolvimento de processos microfluídicos para a formação de sistemas lipossomais carreadores de DNA plasmideal (pDNA), destinados à terapia e vacinação gênicas, alternativas para o tratamento de doenças infecciosas baseadas na transferência de material genético às células. Com o intuito de elevar a eficiência do processo de transfecção (entrega do material genético às células), uma estratégia bastante estudada é a utilização de lipossomas catiônicos (LC) como carreadores não-virais, constituindo vesículas lipídicas que podem formar complexos com o pDNA por interações eletrostáticas. Como a formação desses complexos é influenciada por parâmetros físico-químicos e biológicos, o estudo de processos inovadores, que permitam um maior controle coloidal dos sistemas gerados, é fundamental para transfecções mais eficientes e reprodutíveis. Nesse contexto, a complexação entre LC e pDNA em dispositivos microfluídicos é uma estratégia promissora, pois estes permitem maior controle das condições difusionais entre as soluções plasmideal e de carreador, o que resultará em nanopartículas de tamanho e polidispersidade mais adequados para aplicações in vitro em terapia e vacinação gênicas. Serão exploradas duas geometrias de dispositivos microfluídicos. Na primeira etapa será investigada a formação das nanopartículas em única etapa, sendo realizada a partir da injeção cruzada, em dispositivo microfluídico, de uma corrente central, composta pela solução de lipídeos em etanol, a qual será hidrodinamicamente focalizada por duas correntes aquosas adjacentes, compostas pelo material genético. Na etapa seguinte, serão estudados dispositivos com multientradas para que a formação dos complexos ocorra primeiramente com a obtenção dos lipossomas e então sua posterior complexação com o pDNA em outro estágio de complexação. As variáveis operacionais avaliadas serão: (i) velocidade superficial de escoamento no microrreator; (ii) concentração das soluções de entrada; (iii) temperatura; (iv) proporção molar entre cargas positivas e negativas, provenientes dos lipossomas e do pDNA, respectivamente. Como variáveis-resposta serão avaliados o diâmetro médio, potencial zeta e polidispersidade das partículas. Assim, o projeto proposto contribuirá para o desenvolvimento de novos processos microfluídicos para a obtenção de complexos com carreadores de pDNA, destinados à terapia e vacinação gênica. Ressaltamos que a candidata à bolsa de Iniciação Científica (IC) adquiriu experiência com processos microfluídicos para a formação de vetores não-virais durante o desenvolvimento de um projeto de Iniciação Científica (Bolsa PIBIC, iniciada em Agosto/2012), e integra o grupo de pesquisa coordenado responsável por esta IC.