Regeneração óssea: reconstituição de nanocarreadores biomiméticos para carreamento de lncRNA

• Processo: 22/14409-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Willian Fernando Zambuzzi
• Beneficiário: Amanda Fantini de Camargo Andrade
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IBB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Botucatu. Botucatu , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/23670-6 - Desenvolvimento de um scaffold multifuncional ativado por lncMALAT1 com colágeno-nanohidroxiapatita para aprimorar a reparação de grandes defeitos ósseos críticos., BE.EP.DR
• Assunto(s): Biomateriais Exossomos Hidroxiapatita Nanocarreadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | Biomimética com células ósseas | Exossomos | hidroxiapatita | nanocarreadores | VSMCs | Biotecnologia aplicada ao tecido ósseo

Resumo

É oportuno considerar o papel central que o esqueleto desempenha no corpo humano, produzindo moléculas que regulam outros tecidos e órgãos, o que indica que, para além de suas funções mecânicas, o osso é um tecido endócrino, que modula atividades celulares em diferentes tecidos. A crescente compreensão de que o osso é um órgão parácrino e endócrino serve para ampliar nosso entendimento sobre aspectos envolvidos em distúrbios metabólicos e doenças degenerativas, bem como pode auxiliar no desenvolvimento de novas estratégias dentro dos programas de tratamento. Para isso, o entendimento sobre a metabolismo e funções das células especializadas que constituem o tecido ósseo é fundamental. Neste contexto, embora tenha sido demonstrada uma ligação íntima entre osteoblastos e células endoteliais, a relevância das células do músculo liso vascular (VSMCs) e endoteliais (HUVEC) neste cenário é pouco conhecida. Portanto, nosso grupo de pesquisa demonstrou recentemente o efeito da interação de células endoteliais e VSMCs e seus respectivos produtos com osteoblastos. Os resultados obtidos demonstram que, tanto as células endoteliais quanto as VSMCs liberam vesículas extracelulares (EVs), os exossomos (120 nm), que alteram a função e o metabolismo dos osteoblastos, entretanto, pouco se sabe sobre outro tipo de EVs, as microvesículas, que também são liberadas por essas células e podem atuar na osteomodulação. Atualmente, nanocompostos são projetados para aumentar a atividade dos principais mecanismos efetores celulares, alterando seu metabolismo. Desta forma, o presente estudo visa desenvolver um nanocarreador para o transporte de moléculas osteogênicas para células do tecido ósseo. Com esta proposta, nanopartículas de hidroxiapatita modificadas (HA-NP-APTES-HOTTIP) serão sintetizadas a partir dos principais constituintes de biomembranas de VSMCs e HUVEV, a fim de direcionar a ação de hidroxiapatita e moléculas osteogênicas, como lcn-HOTTIP. Inicialmente será realizado o preparo dos nanocarreadores carregados com HA-NP-lncRNA, seguido da reconstituição dos nanocarreadores com fragmentos de membrana de VSMCs e HUVEC, etapa na qual será realizada em colaboração junto ao grupo liderado pelo Prof. Valtencir Zucolotto (Instituto de Física de São Carlos-USP). O nanocarreador será testado quanto à: a) toxicidade; b) internalização por hMSCs; c) desempenho em mecanismos clássicos de sobrevivência, proliferação e diferenciação celulares in vitro. Com o intuito de buscar avanços na área da biotecnologia, a grande motivação do projeto está relacionada à continuidade de um estudo previamente realizado pelo nosso grupo de pesquisa. Assim, este novo projeto de pesquisa consiste em dar continuidade e aplicabilidade ao estudo das nanovesículas desenvolvidas anteriormente. Como resultados esperados, visamos promover a interação desses nanocarreadores com células tronco mesenquimais visando estimulo de um perfil osteogênico. Considerando estes avanços já alcançados, este projeto propõe uma pesquisa translacional aplicando o conhecimento acumulado neste campo em uma plataforma biotecnológica, principalmente com foco na biofabricação de nanopartículas a partir de biomembranas de VSMCs e HUVEC como veículo para entrega de moléculas osteogênicas.