Hidrogéis microporosos formados por micropartículas (MAP) de gelatina metacrilada (GelMA) para entrega de vetores não virais

• Processo: 21/07057-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Lucimara Gaziola de la Torre
• Beneficiário: Bruna Gregatti de Carvalho
• Supervisor: Ali Khademhosseini
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Terasaki Institute for Biomedical Innovation, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 18/18523-3 - Síntese de micropartículas poliméricas via processo microfluídico de gotas para a liberação sustentada de vetores não virais aplicados em terapia gênica, BP.DD
• Assunto(s): Terapia genética Biomateriais Microfluídica Química supramolecular Engenharia tecidual Medicina regenerativa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | gene therapy | microfluidics | Microfluidics

Resumo

A terapia gênica é uma estratégia terapêutica baseada na entrega intracelular de material genético (DNA ou RNA). É particularmente promissora para tratar doenças graves para as quais as fisiopatologias e os alvos genéticos são conhecidos, assim como o câncer. Em geral, o sucesso da terapia gênica depende (I) da proteção do material genético contra a degradação mediada por nucleases e (II) da entrega intracelular segura e específica sem quaisquer efeitos citotóxicos. A fim de melhorar a eficiência da entrega, os ácidos nucleicos podem ser complexados com materiais catiônicos, formando estruturas supramoleculares, os vetores não-virais. O principal desafio associado ao desenvolvimento dos vetores não-virais está no projeto de estruturas nanométricas que sejam capazes de fornecer alto nível de transferência gênica e proteção ao material genético exposto ao ambiente biológico. Outro grande desafio da terapia gênica está relacionado ao desenvolvimento de abordagens para entrega local de genes, onde a injeção intra-articular direta não é apropriada para atingir tecidos específicos. Na engenharia de tecidos e medicina regenerativa o desenvolvimento de matrizes gene-ativadas (GAMs) tem sido explorado como alternativa para alcançar a expressão controlada e localizada desses genes. A combinação da terapia gênica com as matrizes 3D garante a entrega prolongada, confinada e localizada dos materiais genéticos. Com o enfoque na área de engenharia de tecidos, o grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Dr. Ali Khademhosseini tem desenvolvido novos tipos de matrizes 3D, tais hidrogeis são microporosos e formados por micropartículas (MAP) de gelatina metacrilada (GelMA). O interesse nos hidrogéis microporosos surgiu devido à falta de interconectividade dos poros presentes nos hidrogéis "bulk" tradicionais, que são produzidos por métodos convencionais, o que inibe o alongamento e a migração celular. No entanto, as estruturas MAP formadas por microgéis de GelMA ainda não foram investigados como GAMs. Nesse contexto, esta proposta de pesquisa visa o desenvolvimento de uma GAM composta por MAP de GelMA, onde iremos investigar a possibilidade de acoplar vetores não-virais para a entrega de ácido nucleicos modelos, DNA plasmidial (pDNA). Neste projeto também iremos comparar os resultados de transfecção nos dois hidrogeis modelos: (I) tradicionais do tipo "bulk" e (II) do tipo MAP. Espera-se, ao término deste projeto, contribuir para o desenvolvimento de novas abordagens para terapia gênica, atuando também nas áreas de engenharia de tecidos, microfluídica e nanobiotecnologia. (AU)