Interações nano-bio entre nanopartículas de sílica e proteínas biologicamente relevantes: contribuições científicas e tecnológicas baseadas no uso da investigação síncrotron

• Processo: 23/13208-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Mateus Borba Cardoso
• Beneficiário: Juliana Tosta Theodoro Carvalho
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/12071-6 - Arquitetando coloides via interações supramoleculares: de fundamentos a aplicações, AP.TEM
• Assunto(s): Nanomedicina Radiação síncrotron Espalhamento de raios X a baixos ângulos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Nanomedicina | Nanopartículas de sílica | Protein Corona | Radiação Síncrotron | Saxs | Srcd | Química de coloides

Resumo

A medicina de precisão visa superar métodos teranósticos tradicionais pouco eficazes. No entanto, a lacuna entre pesquisas laboratoriais e aplicações práticas resulta do conhecimento limitado das interações entre nanopartículas (NPs) e sistemas biológicos. Quando expostas a fluidos biológicos, as nanopartículas interagem rapidamente com biomoléculas, formando uma camada externa que desempenha um papel fundamental em eventos como resposta imune, biodistribuição e toxicidade. Uma vez adsorvidas, o desempenho das NPs pode ser comprometido e limitar seu uso in vivo. Em especial, a adsorção de proteínas em NPs (fenômeno conhecido como protein corona, PC) possui um papel crucial como um impulsionador para o desencadeamento de respostas biológicas indesejáveis e para a alteração conformacional das proteínas. Até então, estudos nessa área têm sido limitados em esclarecer se a interação entre NPs e proteomas relevantes afeta a conformação das proteínas, bem como sua relação com as respostas biológicas indesejáveis. Nossa proposta destaca-se por abordar o estudo das interfaces NP-proteínas, investigando as conformações de proteínas modelo na formação da PC e desafiando NPs em fluidos mais complexos. Nosso foco será nas modificações estruturais nas proteínas e na compreensão das características das NPs diante de maiores forças iônicas e proteomas complexos (e.g. soro e plasma). Para tanto, utilizaremos técnicas de caracterização baseadas em radiação síncrotron, como dicroísmo circular (SRCD) [estrutura da PC], e espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS) [detectar, acompanhar e quantificar a PC] que serão complementadas por técnicas convencionais de medidas (equipamentos de bancada). A aplicação da radiação síncrotron para explorar a PC não só tem relevância científica, mas também representa uma abordagem tecnológica inovadora. Os resultados vislumbrados abrem novas perspectivas para o avanço seguro e eficaz da medicina de precisão.