Ativação de proteínas fotossensíveis com nanopartículas radioluminescentes e raios-X

Autor(es)

Mariana Chaves Micheletto

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Ribeirão Preto.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
• Data de defesa: 2023-11-28

Membros da banca

Antônio José da Costa Filho; Mauricio da Silva Baptista; Alessandro Lauria

• Orientador: Antônio José da Costa Filho; Éder José Guidelli

Resumo

A terapia fotodinâmica (PDT) é tradicionalmente limitada devido à baixa penetração da luz ultravioleta-visível (UV-vis) nos tecidos humanos. No entanto, tecnologias avançadas permitem a excitação de fotossensibilizadores (PS) em diferentes comprimentos de onda, oferecendo oportunidades para a descoberta de cintiladores compatíveis. Um complexo mais eficiente de nanopartículas e fotossensibilizadores pode ser projetado através de um entendimento mais completo das propriedades de cada componente do sistema. Esta pesquisa foca na aplicação inovadora dos raios-X como uma alternativa à luz UV-vis para uma excitação mais profunda de tumores na PDT. Nanopartículas cintilantes (ScNP) são necessárias como intermediárias para converter a energia dos raios-X em luz visível. O papel de PS é cumprido por proteínas geneticamente codificadas. Exploramos a interação das proteínas eGFP, KillerOrange e KillerRed com ScNP de LaF3:Tb3+ em termos de suas propriedades físico-químicas e de transferência de energia, enquanto também investigamos a estrutura, estabilidade e função de tais proteínas em condições fisiológicas adversas e sob irradiação de raios-X. Em um segundo sistema de interesse do projeto, dopamos nanopartículas de Óxido de Háfnio (HfO2) com titânio (Ti) para realçar suas propriedades de luminescência e criamos uma dispersão estável em tampão PBS. Para estabilizar as nanopartículas em PBS, revestimo-las com ácido cítrico (CA). Como PS neste caso, usamos a proteína miniSOG com seu C-terminal modificado pela inserção de uma sequência de glutamatos (E), formando miniSOG-PolyE. A sequência de PolyE procurou mimetizar a interação do CA com as nanopartículas de HfO2. As proteínas exibiram estabilidade sob condições severas experimentadas durante as terapias do câncer. A caracterização biofísica das proteínas, combinada com testes usando radiação ionizante, revelou uma interação mínima da proteína com raios-X. Demonstramos a transferência de energia de ScNP para eGFP, KO, e KR. O sistema constituído por eGFP, KO and KR conjugadas às nanopartículas de LaF3:Tb3+ se mostrou eficiente na prevenção do crescimento de culturas bacterianas, provavelmente via geração de espécies reativas de oxigênio. A modificação genética que resultou na miniSOG-PolyE aumentou a ligação com a nanopartícula de HfO2 e estabilizou a dispersão coloidal em ambientes semelhantes aos sistemas biológicos. Propomos esses sistemas como vias promissoras para o uso de PS codificados geneticamente em aplicações de PDT com raios-X. Pesquisas adicionais sobre este tema podem abrir caminho para terapias contra o câncer mais eficazes e esclarecer sobre a interação de nanopartículas cintilantes e proteínas para criar um nanocomposto conjugado com maior estabilidade na dispersão em meios biológicos. (AU)

• Processo FAPESP: 18/13016-6 - Ativação de Proteínas Fotossensíveis com Nanopartículas Radioluminescentes e Raios-X
• Beneficiário: Mariana Chaves Micheletto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado