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Síntese de micropartículas poliméricas via processo microfluídico de gotas para a liberação sustentada de vetores não virais aplicados em terapia gênica

Processo: 18/18523-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2018
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Lucimara Gaziola de la Torre
Beneficiário:Bruna Gregatti de Carvalho
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/20206-8 - Modulação de monócitos, macrófagos e pericitos pelos genes dos fatores estimuladores de colônia para tratamento de isquemia de membros em modelo murino, AP.TEM
Assunto(s):Microfluídica   Nanotecnologia   Vetores genéticos   Terapia genética   Ácidos nucleicos   Microencapsulação

Resumo

Este projeto de pesquisa visa o desenvolvimento de sistemas multifuncionais para liberação de sistemas de nanoencapsulação de ácidos nucleicos. Neste projeto serão explorados dois aspectos importantes para o desenvolvimento da terapia gênica: (i) o desenvolvimento de nanovetores para codelivery de DNA plasmidial (pDNA) e small interfering (siRNA-silenciador) e (ii) o desenvolvimento de micropartículas híbridas de alginato/fibroína de seda e alginato/sulfato de condroitina para síntese de sistemas de microencapsulação. O sistema multifuncional consistirá na utilização dos microcarreadores para liberação sustentada dos sistemas não-virais de codelivery para aplicação em terapia gênica (i e ii). A terapia gênica é realizada com a transferência de ácidos nucléicos in vivo ou ex vivo nas células alvo, sendo um dos seus maiores desafios o desenvolvimento de estratégias capazes de melhorar os baixos níveis de transferência e expressão gênica. O estudo da entrega simultânea e combinada, codelivery, de agentes terapêuticos (DNA e siRNA), que ainda é escasso na literatura, pode proporcionar resultados mais expressivos de terapia gênica. O nível de expressão gênica depende principalmente da eficiência da entrega desses materiais no interior das células, que requer a utilização de sistemas específicos de entrega, como os vetores virais e não-virais. Nesse projeto de pesquisa serão desenvolvidos novos sistemas de nanoencapsulação para o codelivery de siRNA e pDNA (ácidos nucléicos modelos), que silencia a proteína Green Fluorescent Protein (GFP) e codifica a Red Fluorescent Protein (RFP), respectivamente. A síntese dos microcarreadores e o processo de encapsulação dos nanovetores não-virais serão obtidos via processo microfluídico de gotas, que é uma ferramenta promissora para formação dessas estruturas, sendo possível controlar o seu tamanho, polidispersidade, formato e a estrutura interna e permitirão a liberação sustentada destes sistemas de nanoencapsulação. A liberação sustentada implica em administrações in vivo menos frequentes quando comparadas aos métodos convencionais, aumentando a resposta do paciente ao tratamento. Na primeira etapa desse projeto de pesquisa, as micropartículas híbridas propostas serão sintetizadas em microcanais e caraterizadas com relação as suas propriedades morfológicas e físico-químicas. Na segunda etapa, vetores não-virais assim como os Lipossomas Catiônicos (LCs) serão modificados e adaptados ao ambiente das matrizes poliméricas dos microcarreadores. Desse modo, os LCs serão utilizados como vetores padrões para o desenvolvimento de nanocarreadores para codelivery de material genético onde também será verificada a eficiência da encapsulação e a cinética de liberação desses vetores nos microcarreadores. Na última etapa desse projeto, a combinação dos melhores vetores não-virais contendo siRNA/pDNA e as melhores micropartículas híbridas (sistemas multifuncionais) serão utilizadas para o ensaio de transfecção em células HeLa Reporter Cells que expressam a GFP. A eficiência da transfecção será determinada pelo nível de expressão de GFP e RFP por microscopia de fluorescência e citometria de fluxo. Este projeto tem colaboração com Centro de Terapia Celular e Molecular (CTCMol) da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), mais especificamente com o grupo de pesquisa coordenado pelo Prof. Dr. Sang Won Han, que possui experiência na área de terapia gênica. Espera-se, ao término deste projeto, contribuir para o desenvolvimento de estratégias inovadoras de liberação sustentada com a criação de sistemas multifuncionais para o codelivery de matéria genético e seus processos produtivos, atuando nas áreas de microfluídica de gotas, microencapsulação, nanobiotecnologia, e terapia gênica. (AU)