Estudo do mecanismo de fusão de lipossomas catiônicos fusogênicos usando ferramentas avançadas de microscopia ótica

• Processo: 18/08014-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Karin Do Amaral Riske
• Beneficiário: Rafaela Ramos Mororó Cavalcanti
• Supervisor: Rumiana Dimova
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Max Planck Society, Munich, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 17/09367-5 - Estudo do mecanismo de fusão de lipossomas catiônicos fusogênicos e de seu potencial como sistema carreador, BP.DD
• Assunto(s): Lipossomos Bicamadas lipídicas Fusão de membrana Neoplasias Cultura de células Varredura diferencial de calorimetria Microscopia confocal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fusão de membranas | Membranas Modelo | Microscopia ótica | propriedades elásticas e mecânicas de membranas | sistemas carreadores de drogas | Biofísica de Membranas

Resumo

Os lipossomas são modelos biomiméticos confiáveis da complexa membrana biológica e possuem grande potencial como sistemas de liberação de fármacos. Os lipossomas fusogênicos baseados em lípidos catiônicos (DOTAP, por exemplo) e promotores de fusão (DOPE, por exemplo) são sistemas de entrega promissores devido à sua entrega intracelular eficaz de materiais encapsulados, diferentemente de lipossomas convencionais que usualmente passam por vias endocíticas ineficazes para entrar nas células. Para entender melhor a eficiência de fusão e mecanismo de tais sistemas, pretendemos estudar a fusão entre lipossomas catiônicos e Vesículas Unilamelares Gigantes (GUVs) como modelos biomiméticos de células. Com base em sistemas com comprovada eficiência de fusão, pretendemos neste projeto variar a composição lipídica das membranas fusogênicas e aceptoras, a fim de compreender o papel da organização da membrana e do estado de fase no mecanismo de fusão e eficiência usando ferramentas avançadas de microscopia ótica e micropipetas. Mais especificamente, membranas contendo colesterol e membranas nas fases gel, líquido-ordenada e líquido-desordenada serão analisadas. Esses experimentos serão conduzidos no Instituto Max Planck de Colóides e Interfaces (Postdam, Alemanha), em um laboratório que é referência mundial em ferramentas avançadas baseadas em microscopia ótica aplicadas à GUVs para estudar a biofísica de membranas. Especialmente, o uso de um microscópio confocal, microscopia do tempo de vida de fluorescência (FLIM) e uma câmera de alta resolução temporal permitirá: quantificação da eficiência de fusão entre lipossomos fusogênicos e GUVs usando ensaios de transferência de energia por ressonância Förster (FRET) e micropipeta; e medida da tensão de linha, coeficiente de difusão e módulo de curvatura das composições lipídica selecionadas. Juntas, essas informações esclarecerão o papel dos lipídios e do estado de fase da membrana no processo de fusão de membranas e ajudarão a desenvolver sistemas de liberação de fármacos mais eficientes com base em lipossomos fusogênicos que serão posteriormente testados com diferentes linhagens de células. (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)

CAVALCANTI, RAFAELA R. M.; LIRA, RAFAEL B.; EWINS, ELEANOR J.; DIMOVA, RUMIANA; RISKE, KARIN A.. Efficient liposome fusion to phase-separated giant vesicles. BIOPHYSICAL JOURNAL, v. 122, n. 11, p. 13-pg., 2023-06-06. (18/08014-4, 16/13368-4)

CAVALCANTI, R. R. M.; LIRA, R. B.; RISKE, K. A.; DIMOVA, R.. Effects of phase state and coexistence on membrane fusion. EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS, v. 48, p. 1-pg., 2019-07-01. (18/08014-4)