Droplet-based microfluidic systems to incorporate nucleic acids into cationic liposomes and to transfect mammalian cells in vitro

Autor(es)

Micaela Tamara Vitor

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
• Data de defesa: 2017-04-26

Membros da banca

Lucimara Gaziola de la Torre; Stéphanie Descroix; Rosiane Lopes da Cunha; Hernandes Faustino de Carvalho

• Orientador: Lucimara Gaziola de la Torre; Charles Baroud

Resumo

Este trabalho visou o uso de um sistema microfluídico de gotas para incorporar ácidos nucleicos em lipossomas catiônicos e outro para estudar o processo de transfecção em células de mamíferos. A primeira etapa do projeto utilizou um microdispositivo para incorporar pDNA em lipossomas catiônicos de modo a obter lipoplexos reprodutíveis e adequados para transfectar células dendríticas (DCs). Com esta finalidade, alguns parâmetros experimentais foram investigados, tais como vazões de entrada, manutenção das propriedades dos lipossomas após processamento no microdispositivo, características dos lipoplexos (tamanho, polidispersidade e carga) em função da razão molar de carga (R+/-) e do desenho do microdispositivo. Lipoplexos produzidos em microdispositivo com canal de serpentina largo e região de divisão de gotas que diminuem a polidispersidade dos lipoplexos, operando à razão de vazão água/óleo 0,25 e R+/- 1,5; 3; 5; 7 e 10 foram utilizados para transfectar DCs in vitro. Todos os lipoplexos foram capazes de transfectar as DCs e ao mesmo tempo proporciaonar a ativação das células. A segunda etapa do trabalho utilizou uma plataforma microfluídica de célula única para investigar e controlar as condições de transfecção, tendo em vista a otimização dos rendimentos de produção de proteínas recombinantes. Neste contexto, as células de ovário de hamster Chinês (CHO-S) foram transfectadas no microdispositivo com diferentes tipos de lipoplexos (R+/- 1,5; 3; 5) e monitoradas em relação à produção de proteína verde fluorescente (GFP) e viabilidade celular. A plataforma de célula única permite avaliar a heterogeneidade celular, revelando a presença de uma subpopulação que produz níveis elevados de GFP. Essas células com alta produção de GFP (HP) mostraram um aumento do tamanho celular em comparação à média da população. Além disso, a carga dos lipoplexes apresenta um importante papel na transfecção das células CHO-S, visto que os únicos lipoplexos com carga positiva R+/- 5 produziram mais HPs. A quantidade de pDNA entregue às células afeta a produção de proteína, já que os lipoplexos com mais pDNA R+/- 1,5 aumentaram a produtividade específica de GFP das HPs. Esta tese foi desenvolvida no âmbito de um programa de co-tutela entre a Universidade Estadual de Campinas, Brasil e a École Polytechnique, França. Em geral, este trabalho apresenta contribuições originais para as áreas da microfluídica e da entrega de genes (AU)

• Processo FAPESP: 12/24797-2 - Sistemas microfluídicos de gotas para incorporação de ácidos nucléicos em lipossomas catiônicos e nanopartículas de quitosana e para transfecção in vitro de células de mamíferos
• Beneficiário: Micaela Tamara Vitor
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado