Desenvolvimento de sistemas teranósticos core-shell Upconversion Nanoparticle@MOF para o tratamento de câncer

• Processo: 24/04100-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Sidney José Lima Ribeiro
• Beneficiário: Angelica Ellen Graminha
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/08111-2 - Materiais conversores de luz à base de terras raras: marcadores luminescentes, sensores e amplificadores ópticos, AP.TEM
• Assunto(s): Elementos da série dos lantanídeos Tratamento do câncer
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: compósitos núcleo-casca | lantanídios | Mof | nanopartículas de conversão ascendente de energia | Tratamento de Câncer | Materiais fotônicos

Resumo

O câncer continua sendo a segunda doença que mais mata em todo o mundo e novas terapias estão sendo investigadas visando a redução ou eliminação dos efeitos adversos severos devido a baixa seletividade desses fármacos. Diante disso, nosso grupo de pesquisa vem desenvolvendo materiais a base MOFs (metal-organic frameworks) que está entre as plataformas mais inovadoras como transportador de fármacos para liberação controlada, possuindo cristalinidade, alta porosidade e uma estrutura de fácil modificação. Aliado a isso, associamos esses materiais com nanopartículas de upconversion (UCNP), que se destacam pela capacidade de converter energia do infravermelho próximo (NIR) para luz visível, proporcionando características ópticas únicas ao material, como uma alta luminescência o que favorece a aplicação desse material em tecidos profundos. Portanto, é promissor o desenvolvimento de uma nova plataforma teranóstica aliando o poder carreador de fármaco em sistema tumoral pela MOF e vantagens de localização por bioimagens das nanopartículas de upconversion (UCNPs), com superfície modificada para o direcionamento. Nesse sentindo, este projeto visa avaliar o potencial biológico do sistema core-shell com a nanopartícula NaYF4:Yb3+,Er3+ e a ZIF-8, formando o sistema UCNP@ZIF-8 no sistema de liberação do fármaco antitumoral doxorrubicina. As plataformas desenvolvidas nesse trabalho foram caracterizadas por DRX, SAXS, IV, análise de porosidade, análise térmica (TG e DSC e microcalorimetria), MEV-EDS, além da luminescência. A partir disso, será investigado a potencialidade de uso desses materiais na liberação controlada do fármaco doxorrubicina em ensaios com células tumorais in vitro, avaliando o processo de liberação do fármaco por viabilidade celular utilizando a técnica do MTT. O processo de internalização celular do material será investigado por luminescência utilizando marcadores de localização celular. O mecanismo de ação e morte celular causada pelo material após a irradiação com laser na região do IV para potencializar a liberação do fármaco, será avaliado por citometria de fluxo pelos ensaios de apoptose, ciclo celular e potencial de membrana mitocondrial (DYm). A análise de espécies reativas de oxigênio (ROS), que pode desencadear morte celular via mitocondria, será avaliada por espectroscopia de fluorescência e as via de sinalização de morte celular intrínseca e extrínseca será avaliada pela técnica de western blotting.