Interação molecular entre quitosanas e modelos de membrana celular investigada por espectroscopia vibracional não linear

• Processo: 17/03503-4
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2017
• Vigência (Término): 11 de março de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Paulo Barbeitas Miranda
• Beneficiário: Rafael de Oliveira Pedro
• Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/14262-7 - Filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico, AP.TEM
• Assunto(s): Óptica não linear Espectroscopia vibracional Quitosana Monocamadas de Langmuir Lipídeos

Resumo

A quitosana, polímero natural abundante, tem sido utilizada para diversas aplicações biológicas como transporte e liberação de fármacos, terapia gênica, engenharia de tecidos, além de combate a fungos e bactérias. Embora essas aplicações tenham crescido muito nos últimos anos, pouco se sabe sobre os modos de interação a nível molecular da quitosana com membranas biológicas. Desse modo, as interações entre quitosanas e modelos de membrana de mamíferos, bactérias e fungos serão investigadas nesse trabalho. Primeiramente, será implementada temperatura biologicamente relevante nos experimentos a fim de permitir a extrapolação dos resultados obtidos para situações in vitro ou in vivo. Na sequência, a espectroscopia por Geração de Soma de Frequências (espectroscopia SFG), técnica pouco difundida, irá fornecer informações como a interação da quitosana com o grupo polar dos lipídeos, conformação das cadeias lipídicas e a penetração da quitosana nos modelos de membranas. Já a microscopia por Geração de Soma de Frequências (microscopia MSFG), técnica inovadora, será utilizada na obtenção de imagens em interfaces com sensibilidade química por meio do espectro vibracional e contraste pela orientação e ordenamento das moléculas. As técnicas de espectroscopia no infravermelho com modulação de polarização (PM-IRRAS) e microscopia a ângulo de Brewster (BAM) serão utilizadas complementarmente para comparação com os resultados obtidos por espectroscopia e microscopia SFG. É esperado que os resultados forneçam bases sólidos para o entendimento do papel de cargas positivas, grau de hidrofobicidade e ligações de hidrogênio nas interações entre quitosana e modelos de membrana. Portanto, esse trabalho contribuirá para elucidar o mecanismo de interação molecular de derivados de quitosana com membranas celulares de mamíferos, bactérias e fungos, utilizando técnicas poderosas, porém pouco difundidas no meio.

Publicações científicas

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(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)

RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.; PEDRO, RAFAEL DE OLIVEIRA; CARR, OLIVIA; MELENDEZ, MATIAS E.; GOBBI, ANGELO L.; PIAZZETTA, MARIA HELENA DE OLIVEIRA; CARVALHO, ANDRE L.; REIS, RUI M.; MIRANDA, PAULO B.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N. Influence of the Molecular Orientation and Ionization of Self-Assembled Monolayers in Biosensors: Application to Genosensors of Prostate Cancer Antigen 3. Journal of Physical Chemistry C, v. 125, n. 1, p. 498-506, JAN 14 2021. Citações Web of Science: 0.

PEREIRA, ANDRESSA R.; FIAMINGO, ANDERSON; PEDRO, RAFAEL DE O.; CAMPANA-FILHO, SERGIO P.; MIRANDA, PAULO B.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N. Enhanced chitosan effects on cell membrane models made with lipid raft monolayers. COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, v. 193, SEP 2020. Citações Web of Science: 0.

PEDRO, RAFAEL DE OLIVEIRA; PEREIRA, ANDRESSA RIBEIRO; OLIVEIRA, OSVALDO N.; MIRANDA, PAULO BARBEITAS. Interaction of chitosan derivatives with cell membrane models in a biologically relevant medium. COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, v. 192, AUG 2020. Citações Web of Science: 1.

CARR, OLIVIA; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.; SHIMIZU, FLAVIO M.; SORROCHE, BRUNA PEREIRA; MELENDEZ, MATIAS ELISEO; PEDRO, RAFAEL DE OLIVEIRA; MIRANDA, PAULO B.; CARVALHO, ANDRE LOPES; REIS, RUI M.; ARANTES, LIDIA M. R. B.; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N. Genosensor made with a self-assembled monolayer matrix to detect MGMT gene methylation in head and neck cancer cell lines. Talanta, v. 210, APR 1 2020. Citações Web of Science: 0.