Aplicação do biossensor spri para análise da diferenciação osteogênica sob influência de scaffolds bioativos multicamadas

• Processo: 24/21693-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Luana Marotta Reis de Vasconcellos
• Beneficiário: Juliana dos Santos Lupp
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Assunto(s): Biomateriais Técnicas biossensoriais Ressonância de plasmônio de superfície Tecidos suporte
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | biossensores | células-tronco mesenquimais | diferenciação osteogênica | ressonância plasmônica de superfície | scaffolds | Biomateriais e Medicina Regenerativa

Resumo

As células mesenquimais (CMs) são amplamente utilizadas em terapias regenerativas, especialmente na regeneração óssea, devido à sua capacidade pluripotente. Estudos in vitro são essenciais para entender as fases da diferenciação osteogênica, ajudando a identificar fatores que influenciam cada estágio e possibilitando avanços na medicina regenerativa. Para favorecer esse processo, a utilização de scaffolds bioativos tem sido amplamente empregada, pois fornecem suporte físico, mimetizam características do tecido ósseo e apresentam propriedades que estimulam a adesão, proliferação e diferenciação celular. Contudo, os métodos convencionais de avaliação da osteogênese apresentam limitações, incluindo a necessidade de lise celular, alto custo e impossibilidade de análises contínuas e não destrutivas. Nesse cenário, os biossensores baseados em ressonância plasmônica de superfície por imagem (SPRi) surgem como uma alternativa por permitirem o monitoramento em tempo real de proteínas e preservarem a viabilidade celular. Dessa forma, o objetivo neste estudo está sendo aplicar o biossensor SPRI para analisar a diferenciação osteogênica, a partir de CMs, sob a influência de scaffolds bioativos multicamadas, compostos por hidrogel e PLA incorporado com vidro bioativo 45B5, por meio da identificação e quantificação de proteínas osteogênicas. Previamente foi produzido o vidro bioativo 45B5 que foi avaliado por difração de raio-X (DRX). A seguir foram produzidas as nanofibras de Poli(ácido lático) (PLA) contendo vidro bioativo 45B5 (5% m/v) pela técnica de eletrofiação, que receberam o hidrogel de alginato de sódio na sua superfície, que foi previamente impresso em 3D. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), e está sendo realizado a análise qualitativa da composição química (EDS) e análise de molhabilidade. Para a análise da osteogênese in vitro foram definidos 04 grupos compostos por dois grupos controle e dois grupos experimentais: grupo CP (Controle positivo): células cultivadas diretamente no fundo da placa utilizando meio de indução osteogênico; grupo Ti: células cultivadas sobre substrato inerte de titânio, utilizando meio osteopermissivo; grupo PHB: células cultivadas sobre scaffold composto por hidrogel e nanofibras de PLA incorporadas com vidro bioativo 45B5, também utilizando meio osteopermissivo e grupo CB (Controle basal): células cultivadas diretamente no fundo da placa utilizando meio basal. Inicialmente, as CMs serão isoladas dos fêmures de ratos e, a seguir, serão plaqueadas em placas de 06 poços na densidade de 5x104 juntamente com os diferentes grupos experimentais. Para o experimento, os sobrenadantes serão coletados nos períodos 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24 e 28 dias. Nestes sobrenadantes serão mensuradas as proteínas: colágeno tipo 1 (COL-1), fosfatase alcalina (ALP) e osteocalcina (OCN) tanto por meio do teste ELISA quanto utilizando os biossensores SPRi. A comparação direta dos resultados entre as técnicas permitirá analisar a eficácia do biossensor SPRi. Adicionalmente, com os mesmos grupos, será realizado o plaqueamento celular em placas de 24 poços para a análise da atividade de ALP e análise de formação de nódulos de mineralização e quantificação de cálcio. Os dados obtidos serão submetidos ao teste de normalidade e posteriormente à análise estatística, considerando o nível de significância de p<0,05. Espera-se que o biossensor SPRi detecte com maior rapidez e precisão esses marcadores em comparação com o teste ELISA e demais técnicas. (AU)