Desenvolvimento de metal-organic frameworks para biomedicina: investigação das interações em ambientes biológicos

• Processo: 24/09023-8
• 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 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Ana Paula Ramos
• Beneficiário: Leonardo Francisco Gonçalves Dias
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Caracterização Físico-química Estrutura metal-orgânica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização | Físico-química | Materiais Bioativos | metal-organic framework | Biomateriais/ Materiais bioativos

Resumo

Com o envelhecimento da população e aumento da expectativa de vida, a demanda por tratamento de doenças e diagnósticos é crescente, exigindo cada vez mais novos materiais que também funcionem como multiplataforma, ou seja, possuam duas ou mais funções. Metal organic frameworks (MOFs) são materiais híbridos compostos por um núcleo metálico envolto por um ligante orgânico. Amplamente exploradas no campo de adsorção de gás e catálise, esses materiais recentemente começaram a ser explorados em biomedicina. Suas características incluem alta porosidade, o que facilita a incorporação de fármacos, estabilidade em soluções fisiológicas, além de propriedades anticâncer, bactericida e anti-inflamatória. Embora sejam exploradas no campo biomédico, MOFs ainda tem um longo percurso até serem amplamente utilizadas. Dentre os desafios têm-se sua limitada biocompatibilidade, busca por novas rotas de síntese com alto rendimento e reprodutibilidade, além de questões relacionadas a estabilidade fora do equilíbrio homeostático. Além disso, a formação da coroa de proteínas quando este material interage com o meio biológico pode inibir a liberação de fármacos, além de alterar sua biocompatibilidade e performance biomédica. Assim, a seguinte proposta de pós-doutorado tem como objetivo investigar as propriedades de MOFs baseadas em titânio, zinco, cobre e estrôncio em diferentes cenários biológicos por meio de uma abordagem físico-química. MOFs contendo estes elementos podem ser exploradas para fins como osteogênese, morte de células cancerígenas e bactérias. Para obter essas propriedades as MOFs serão sintetizadas e modificadas com moléculas bioativas, em seguida, serão colocadas em contato com fluidos corpóreos simulados e membranas lipídicas. Diferentes técnicas serão utilizadas para se investigar o comportamento dos materiais antes e após contato com meios biológicos, como microscopia de força atômica, espectroscopia de fotoelétrons de raios-X, difração de raios-X, microscopia eletrônica e absorção da faixa UV-Vis-NIR. A presente proposta irá contribuir na construção do caminho para a viabilidade desses materiais, elucidando propriedades como geração de radicais livres, interação com meios biológicos, incluindo membranas lipídicas. Essas e outras informações irão constituir um valioso conhecimento para formulação de ensaios in vitro e in vivo, aproximando as MOFs de sua plena aplicação.