Pesquisa
Síntese, processamento e propriedades de nanoestruturas biocompatíveis e nanobiomateriais
Os laboratórios da NanoSaúde desenvolvem técnicas de fabricação de nanopartículas e nanoestruturas poliméricas (PLA, PLGA, PCL, quitosana e alginato), metálicas (Ag e Au), de carbono (grafeno quantum dots), óxidos de ferro com propriedades magnéticas e superparamagnéticas (Fe2O3), óxidos cerâmicos (fosfatos de cálcio) e compósitos (polímeros/fosfatos de cálcio). Os nanomateriais são funcionalizados, radiomarcados e estudados quanto às suas propriedades químicas, estruturais, morfológicas e de superfície. Dispositivos nanoestruturados adaptados às aplicações clínicas específicas são produzidos na forma de nanopartículas, nanoclusters, emulsões, membranas, implantes e enxertos com diferentes formatos, dimensões e porosidades.
Interações entre biomoléculas e nanoestruturas e radiomarcação de nanopartículas
Nesta linha de pesquisa investigam-se os mecanismos de adsorção de constituintes do meio biológico pelas nanopartículas (NPs); a formação de corona proteica nas superfícies das NPs; as mudanças de carga de superfície induzidas pela adsorção de constituintes do meio biológico; os efeitos na estrutura conformacional de proteínas induzidos pela interação com a superfície das NPs; e a agregação e estabilidade das NPs em meio biológico.
Efeitos de nanoestruturas e nanopartículas em células e tecidos
As modificações estruturais e funcionais causadas por nanoestruturas em diferentes linhagens celulares são investigados através de eventos moleculares e celulares provocados pela exposição e contato direto das células com nanopartículas aos materiais nanoestruturados. Avalia-se a citotoxicidade e a biodistribuição de nanopartículas em células e tecidos, perfis inflamatórios e pró-inflamatórios e as ações genotóxicas e mutagênicas. Ensaios de transcriptômica, proteômica, metabolômica, são executados de modo a permitir a definição dos eventos-chave, responsáveis pela alteração na sinalização celular e tecidual. Através de técnicas avançadas de microscopia eletrônica e de biologia molecular e celular, investigam-se as vias de tráfego intracelular, extracelular e tecidual das nanoestruturas.
Nanoestruturas biológicas geradas por células mesenquimais: caracterização, especificidade e potencial terapêutico
Investiga-se o papel terapêutico de terapias celulares e gênicas em doenças renais, cardíacas e neurológicas. O mecanismo de ação destas terapias envolve a produção e liberação de microvesículas e exossomas (nanoestruturas biológicas) que atuam nos tecidos alvo. O objetivo geral é avaliar se o efeito terapêutico observado em diversos estudos pré-clínicos com terapias celulares pode ser substituído pela ação de microvesículas e exossomas gerados por estas células o que poderia aumentar a segurança e eficácia destas terapias. A otimização e padronização de condições de geração destas nanoestruturas biológicas assim como a sua caracterização e análise por métodos não invasivos da biodisponibilidade e biodistribuição dos exossomos com fins terapêuticos é um dos pré-requisitos para a translação para a clínica.
Nanobiomateriais para liberação controlada
Nanopartículas com base em metais, polímeros, óxidos, compostos de carbono e sílica são sintetizadas com estequiometria controlada e alta área específica, para atuar como matrizes para o carreamento e liberação controlada de proteínas, radiofármacos, antitumorais e antibióticos. Estabelecem-se métodos para associar proteínas, fatores de crescimento, antibióticos e antitumorais às nanopartículas considerando a natureza química do material, a composição e estrutura da superfície e o tamanho e morfologia da nanopartícula. Estabelecem-se métodos de funcionalização, decoração e de encapsulamento das nanopartículas para o controle da dose dos ativos moleculares e da sua cinética da liberação. Técnicas de marcação de nanopartículas com isótopos radioativos (Tc, Eu e Ra) são otimizadas, visando a ação terapêutica e diagnóstico precoce.
Eficácia terapêutica, diagnóstica e regenerativa dos nanosistemas
Investiga-se a ação terapêutica, o efeito dose e toxicidade de nanopartículas associadas a antibióticos, drogas e radioisótopos. Os nanodispositivos são avaliados em células e em tecidos tumorais e infectados por patógenos através de ensaios normatizados, in vitro e in vivo. Nanopartículas com propriedades magnéticas ou associadas a radionuclídeos são projetadas como agente terapêutico e de diagnóstico para tratamento de tumores. Enxertos ósseos, membranas e emulsões biocompatíveis e implantes produzidos por impressão 3D associados a fatores de crescimento, células osteoprogenitoras e esferoides celulares são avaliados, in vitro e in vivo, quanto a sua capacidade de reparo de defeitos ósseos e lesões cutâneas. Nanoprodutos com avaliações pré-clínicas favoráveis são testados em ensaios clínicos cumprindo etapas regulatórias para a aprovação de uso e entrega à sociedade.
