Desenvolvimento de nanopartículas híbridas funcionalizadas com oligonucleotídeos para aplicação em câncer
Cyro von Zuben de Valega Negrão
TESE
Multilíngua
T/UNICAMP N312d
[Development of oligonucleotide-functionalized hybrid nanoparticles for cancer applications]
Campinas, SP : [s.n.], 2023.
1 recurso online (115 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientadores: Sandra Martha Gomes Dias, Natalia Neto Pereira Cerize
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Instituto de Biologia
Resumo: Nas últimas décadas, a nanomedicina tem se destacado como uma área importante para o diagnóstico e tratamento de doenças, como o câncer. Entre os materiais possíveis, as nanopartículas (NPs) híbridas, por exemplo, compostas por óxidos metálicos e polímeros, oferecem uma sinergia entre as...
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Resumo: Nas últimas décadas, a nanomedicina tem se destacado como uma área importante para o diagnóstico e tratamento de doenças, como o câncer. Entre os materiais possíveis, as nanopartículas (NPs) híbridas, por exemplo, compostas por óxidos metálicos e polímeros, oferecem uma sinergia entre as propriedades de ambos os materiais. Além disso, as recentes descobertas na biologia molecular resultaram no uso de oligonucleotídeos como potenciais moléculas para terapias e diagnósticos mais precisos. Nesse contexto, este trabalho propõe, inicialmente, a síntese de uma NP híbrida de óxido de ferro (IONP) encapsulada com o copolímero de bloco PDMAEMA-b-PMPC (IONPP) e funcionalizada com aptâmeros (IONPPP) para identificação de células tumorais. É importante ressaltar também que, mesmo com os avanços mencionados, estudos pré-clínicos carecem de modelos que mimetizem a complexidade tumoral e seu microambiente. Portanto, nosso segundo objetivo é estudar as diferenças entre as linhagens de células de glioblastoma (GB) U87-GM e U251-GM em culturas de células esferoidais 3D, assim como a co-cultura com células endoteliais microvasculares cerebrais (HBMEC). Esta tese descreve inicialmente em seu primeiro capítulo a caracterização física, química e biológica da NP proposta, que apresentou um tamanho hidrodinâmico de 297,2 ± 5,8 nm, com carga potencial de superfície de 16,33 ± 0,25 mV e superparamagnetismo. Ademais, não observamos uma redução na viabilidade celular superior a 20% na concentração máxima testada de 150 µg/ml para os copolímeros sintetizados. Por fim, as IONPPP identificaram 4,8 vezes mais células neoplásicas HER2+ em comparação com o grupo controle MDA-MB-231 após a separação magnética, o que indica um potencial de aplicação para o diagnóstico. Em relação ao segundo capítulo, nossos dados demonstram um padrão no crescimento dos esferoides dependente da linhagem estudada, além de descrever fatores biológicos dos esferoides de GB, como hipóxia e proliferação celular. Por fim, foi verificada a morfologia dos esferoides U87-GM ao realizar a co-cultura com HBMEC, observando a migração das células endoteliais para o interior do esferoide e a ausência de revestimento do esferoide tumoral por essas células. Em conclusão, este trabalho introduz uma NP com potencial aplicação no diagnóstico do câncer de mama e contribui para a caracterização dos esferoides em mono e co-cultura de GB
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Abstract: In the last decades, nanomedicine has emerged as a significant field for diagnosing and treating diseases such as cancer. Among the possible materials, hybrid nanoparticles (NPs) composed, for example, of metal oxides and polymers offer a synergy between the properties of both materials....
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Abstract: In the last decades, nanomedicine has emerged as a significant field for diagnosing and treating diseases such as cancer. Among the possible materials, hybrid nanoparticles (NPs) composed, for example, of metal oxides and polymers offer a synergy between the properties of both materials. Moreover, recent discoveries in molecular biology have led to the exploration of oligonucleotides as potential molecules for more precise therapies and diagnostics. In this context, this doctoral thesis proposes, initially, the synthesis of a hybrid iron oxide nanoparticle (IONP) encapsulated with the block copolymer PDMAEMA-b-PMPC (IONPP) and functionalized with aptamers (IONPPP) for the identification of tumor cells. It is also important to emphasize that, despite the mentioned advancements, preclinical studies lack models that mimic the complexity of tumors and their microenvironment. Therefore, our second objective is to study the differences between glioblastoma (GB) cell lines U87-GM and U251-GM in 3D spheroidal cell cultures and their co-culture with brain microvascular endothelial cells (HBMEC). This thesis initially describes in the first chapter the proposed NP's physical, chemical, and biological characterization, which exhibited a hydrodynamic size of 297.2 ± 5.8 nm, a surface potential of 16.33 ± 0.25 mV, and superparamagnetism. Additionally, we observed no cell viability reduction greater than 20% at the maximum tested concentration of 150 µg/ml for the synthesized copolymers. Finally, the IONPPP identified 4.8 times more HER2+ neoplastic cells compared to the MDA-MB-231 control group after magnetic separation, indicating potential diagnostic applications. Regarding the second chapter, our data demonstrate a lineage-dependent growth pattern of the spheroids and describe biological factors of GB spheroids, such as hypoxia and cell proliferation. Lastly, we examined the morphology of U87-GM spheroids during co-culture with HBMEC, observing the migration of endothelial cells into the spheroid and the absence of coating of the tumor spheroid by these cells. In conclusion, this doctoral work introduces an NP with potential applications in breast cancer diagnosis and contributes to the characterization of spheroids in mono and co-culture of GB
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Aberto
Dias, Sandra Martha Gomes, 1975-
Orientador
Cerize, Natalia Neto Pereira
Coorientador
Oliveira, Adriano Marim de
Avaliador
Pesquero, João Bosco
Avaliador
Jesus, Marcelo Bispo de, 1980-
Avaliador
Paula, Amauri Jardim de, 1984-
Avaliador
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Cyro von Zuben de Valega Negrão
Desenvolvimento de nanopartículas híbridas funcionalizadas com oligonucleotídeos para aplicação em câncer
Cyro von Zuben de Valega Negrão