Regulando a comunicação em vesículas sintéticas utilizando polímeros sensíveis ao ambiente como ferramenta para a próxima geração de nano e microrreatores catalíticos e modelos celulares

• Processo: 24/10593-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fernando Carlos Giacomelli
• Beneficiário: Fernando Carlos Giacomelli
• Pesquisador Anfitrião: Guillaume Tresset
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Laboratoire de Physique des Solides (LPS), França
• Vinculado ao auxílio: 21/12071-6 - Arquitetando coloides via interações supramoleculares: de fundamentos a aplicações, AP.TEM
• Assunto(s): Polimerossomos Técnica de automontagem
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: artificial cells | Block copolymers | membrane permeability | polymersomes | self-assembly | stimuli-responsive polymers | Coloides e Interfaces

Resumo

Vesículas poliméricas são uma classe de estruturas supramoleculares que possuem uma cavidade aquosa rodeada por uma membrana polimérica que proporciona uma barreira física separando os compartimentos interno e externo. Nestes sistemas auto-organizados, a permeabilidade das membranas poliméricas é de relevância ímpar e determina as potenciais aplicações dos sistemas produzidos. De fato, devido aos constituintes de alto peso molecular, o fluxo de massa é frequentemente restrito, o que pode ser contornado pela incorporação de proteínas de membrana e nanoporos de DNA nas paredes poliméricas para conferir permeabilidade, embora estes processos sejam bastante complexos e geralmente necessitarem de múltiplas etapas. Sendo assim, a fabricação de membranas poliméricas com permeabilidade intrínseca, semipermeáveis, ou que respondam a estímulos externos constitui uma vantagem notável, todavia, estes aspectos foram até o momento muito pouco explorados. Portanto, esta proposta de pesquisa baseia-se no uso de polímeros sensíveis a estímulos térmicos e ao pH para construir vesículas poliméricas (nano- e microcompartimentos), permitindo a modulação da permeabilidade da membrana, e respectivamente permitindo fluxo de massa sob demanda. Os sistemas supramoleculares (vesículas poliméricas) serão produzidos utilizando-se polímeros sensíveis a estímulos externos e a permeabilidade das membranas poliméricas produzidas com relação a pequenas moléculas será investigada em diferentes condições ambientais. Estas investigações científicas estão contempladas no projeto temático FAPESP em andamento (2021/12071-6) e no projeto Sprint FAPESP-CNRS (2023/00558-3), portanto, estão vinculadas às investigações atualmente financiadas pela FAPESP. Durante o período de um ano, focaremos particularmente na caracterização estrutural das membranas poliméricas e correlacionaremos as descobertas com a permeabilidade dos sistemas supramoleculares. As investigações experimentais estarão essencialmente focadas em medidas de espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS) a serem realizadas na linha SWING do síncrotron SOLEIL, e em medidas de microscopia eletrônica (EM). Espera-se que este projeto seja relevante para avanços no que diz respeito a construção de células sintéticas e cápsulas para biotransformação (micro e nanoreatores) uma vez que propomos uma investigação de características-chave das membranas poliméricas (composição, espessura, sensibilidade) que permitirá a modulação de troca de massa permitindo o ajuste da permeabilidade sem a necessidade de modificações complexas.