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Desenvolvimento de um sistema BAC para detecção e quantificação de danos às fibras nervosas

Processo: 17/00842-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 22 de maio de 2017
Vigência (Término): 21 de janeiro de 2018
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica de Processos e Sistemas
Pesquisador responsável:José Ricardo de Arruda Miranda
Beneficiário:Caio César Quini
Supervisor no Exterior: Philip John Horner
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IBB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Botucatu. Botucatu , SP, Brasil
Local de pesquisa : Houston Methodist, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:15/14914-0 - Biosusceptometria AC aplicada à detecção de nanopartículas magnéticas para diagnóstico e terapia alvo, BP.PD
Assunto(s):Sistema nervoso central   Nanopartículas magnéticas   Fibras nervosas

Resumo

O sistema nervoso central (CNS) é composto majoritariamente por neurônios e células de suporte (glia). Este sistema é responsável por diversas funções, que incluem suporte estrutural e metabólico, isolamento e desenvolvimento, entre outras. A natureza molecular dos danos ao sistema nervoso, como desmielinização, ruptura de fibras ou ainda estágios de regeneração nervosa, interfere nas funções exercidas pelo sistema através de modificações na condutividade eletromagnética das fibras nervosas. Esses danos, independentemente da sua origem, prejudicam a condução de estímulos nervosos. Os métodos empregados atualmente na caracterização de danos às fibras nervosas demandam muito tempo e não possibilitam a obtenção de informações in vivo, o que prejudica possíveis aplicações translacionais. No entanto, a utilização de nanopartículas magnéticas para detectar e monitorar biomarcadores é uma alternativa simples e rápida com diversas vantagens, como a possibilidade de realizar estudos in vivo e também de obter informações quantitativas. O objetivo deste projeto é investigar a hipótese de que o sistema de Biosusceptometria AC (BAC), combinado com imagens por Ressonância Magnética, pode ser empregado no estudo de danos às fibras nervosas através da quantificação de nanopartículas ligadas a biomarcadores específicos, possibilitando ainda a diferenciação entre os subtipos de lesão, como desmielinização severa, ruptura parcial ou total de fibras nervosas. Com o intuito de amplificar o sinal obtido em regiões de interesse, utilizaremos nanopartículas magnéticas ligadas a marcadores específicos de degeneração e regeneração no CNS, em combinação com imagens por ressonância magnética e quantificações por BAC. Neste trabalho, serão utilizadas nanopartículas de ferrita de manganês, revestidas com Citrato, conjugadas com diferentes biomarcadores. Os protocolos de aquisição de imagem para a ressonância magnética serão otimizados com o objetivo de aumentar a eficiência do sistema. Após o escaneamento por ressonância magnética, os animais serão escaneados por BAC para quantificação de nanopartículas nas regiões de interesse. Todas essas regiões também serão escaneadas ex vivo para quantificação de nanopartículas por BAC. Além disso, todos estes dados serão comparados com análises histológicas. Acreditamos que este projeto servirá de ponto de partida para uma expansão significativa das aplicações do sistema BAC em associação com nanopartículas magnéticas. Por si só, o desenvolvimento deste protocolo de análise já é o início de uma nova linha de aplicações, baseada na utilização do sistema como uma probe para detecção de biomarcadores específicos. Além disso, as estratégias de conjugação das partículas, aplicadas neste trabalho, deverão oferecer alternativas para transpor barreiras biológicas, como a barreira hematoencefálica, permitindo a avaliação, de maneira direta, de danos ao sistema nervoso e às fibras nervosas. Este projeto é o ponto de partida para o desenvolvimento de nanocarreadores mais elaborados, com o objetivo de alcançar regiões e tecidos específicos com aplicações futuras no diagnóstico de doenças, e também no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas. (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)
QUINI, CAIO C.; PROSPERO, ANDRE G.; KONDILES, BETHANY R.; CHABOUB, LESLEY; HOGAN, MATTHEW K.; BAFFA, OSWALDO; BAKUZIS, ANDRIS F.; HORNER, PHILIP J.; MIRANDA, JOSE R. A. Development of a protocol to assess cell internalization and tissue uptake of magnetic nanoparticles by AC Biosusceptometry. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 473, p. 527-533, MAR 1 2019. Citações Web of Science: 0.

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