Estudo da citotoxicidade do ultrassom de baixa frequência associado a nanopartículas de silício mesoporoso tipo janus contendo óxido nítrico.

• Processo: 24/19379-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências da Saúde - Farmácia
• Pesquisador responsável: Renata Fonseca Vianna Lopez
• Beneficiário: Francisco Rinaldi Neto
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/03521-0 - Investigação de métodos físicos associados à sistemas de liberação de fármacos na resposta imune e antimicrobiana local, AP.TEM
• Assunto(s): Óxido nítrico Ultrassom Nanotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Nanopartículas de silício mesoporoso | Oxido Nitrico | ultrassom | Nanotecnologia

Resumo

A terapia sonodinâmica (TSD) é uma nova estratégia terapêutica que vem sendo estudada para atividade antitumoral. A TSD envolve a interação do ultrassom com um agente sonossensibilizante (SS) que após ativado utiliza de oxigênio molecular no tumor para induzir morte celular. Embora ainda não elucidado, o mecanismo que acarreta a morte celular é atribuído tanto a espécies reativas produzidas pelo SS, quanto ao processo de cavitação induzido diretamente pelo ultrassom. Neste sentido, estratégias desenvolvidas para o aprimoramento do processo de cavitação, podem resultar no aumento da citotoxicidade. Nanopartículas de silício mesoporoso (NSM) apresentam poros de diâmetros e volumes ajustáveis e através de métodos de oxidação seletiva pode-se obter nanopartículas do tipo janus. Essas nanopartículas contêm paredes de poros internos hidrofóbicos e superfície externa hidrofílica. Quando dispersas em meio aquoso, essas nanopartículas podem aprisionar ar nas cavidades porosas, servindo como núcleos de cavitação, durante aplicação do ultrassom. Entretanto o estudo do comportamento dessas NSM frente a irradiação com ultrassom de baixa frequência (LFU) nunca foi realizado e necessita de investigação. O oxido nítrico (NO) é um gás incolor relacionado com diversos processos biológicos, incluindo vasodilatação, angiogênese, neurotransmissão e imunidade mediada por macrófagos. No câncer, altas concentrações de NO tem efeitos antitumorais, induzindo a apoptose e sensibilizando os tumores à quimioterapia e à radioterapia. A associação de NO e NSM para terapia sonodinâmica, pode não só se valer dos efeitos bioquímicos do NO, mas também físicos, uma vez que esse gás pode favorecer a nucleação e dessa forma modular o processo cavitacional induzido pelo ultrassom. Os agentes de mudança de fase perfluorocarbonos são líquidos hidrofóbicos com alta capacidade de carreamento de gases. Eles são extensivamente usados como contraste em imagens de ultrassonografia, devido a suas características inertes, e uma vez submetidos ao ultrassom, eles podem mudar de fase, formando gases, o que aprimora a formação de bolhas de cavitação. Os hidrogéis são redes poliméricas tridimensionais com alto teor de água, frequentemente utilizados em aplicações biomédicas. Por possuírem estrutura porosa única, alta taxa de inchaço, boas propriedades mecânicas, boa biocompatibilidade e capacidade de liberar o agente terapêutico em um padrão temporal, os hidrogéis injetáveis atraíram grande atenção na terapia de tumores. Especificamente, os biomateriais naturais baseados em matriz extracelular (MEC) tornaram-se cada vez mais prevalentes no desenvolvimento de hidrogéis injetáveis. A MEC é composta de moléculas estruturais e funcionais produzidas pelas células intrínsecas de cada tecido e, portanto, exibe baixas respostas inflamatórias, boa biocompatibilidade e biodegradabilidade inerente. Com base na hipótese de que as NSM do tipo Janus podem encapsular eficientemente NO solubilizado em perfluorocarbonos e liberar o gás de maneira controlada por cavitação induzida por ultrassom de baixa frequência, este trabalho propõe o desenvolvimento dessas nanopartículas. A avaliação biológica será realizada em linhagens tumorais, utilizando-se uma matriz de hidrogel injetável à base de MEC para administração controlada.