Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica

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Ação da Terapia Fotodinâmica em linhagem celular de gliossarcoma 9L/lacZ utilizando baixas fluências e concentrações de Fotoenticine e Photodithazine
(2022-03-22) Ferreira-Strixino, Juliana; Soares, Cristina Pacheco; Castilho, Maiara Lima; Tada, Dayane Batista; Vitório, Gabrielle dos Santos; Pinto, Juliana Guerra; São José dos Campos
O Gliossarcoma é um câncer agressivo, com alta propensão metastática. Atualmente seu tratamento consiste em ressecção cirúrgica seguida de radio-quimioterapia, oferecendo baixa expectativa e qualidade de vida. Como proposta alternativa, a Terapia Fotodinâmica (TFD) se apresenta como método seletivo de tratamento, combinando o uso de um fotossensibilizador (FS), oxigênio molecular e luz. Esses três elementos geram as espécies reativas de oxigênio, levando à morte celular. O objetivo desse estudo foi avaliar a ação da TFD utilizando as clorinas Fotoenticine (FTC) e Photodithazine (PDZ) em baixas concentrações e fluências, verificando a diferença entre seus efeitos. Foram utilizadas células 9L/lacZ e concentrações de 1,55 µg.mL -12,50 µg.mL -1 e 50,00 µg.mL-1de ambas clorinas. As células foram irradiadas com um dispositivo a base de LED em 660 nm nas fluências de 1 J/cm², 5 J/cm² e 10 J/cm², em 25 mW/cm². Observou-se que ambas clorinas apresentam indícios da formação de fotoprodutos após irradiação e são internalizadas em toda extensão citoplasmática, com restrição ao núcleo. Os testes de citotoxicidade demonstraram redução >98% da viabilidade celular e queda na atividade mitocondrial >86% nas concentrações de 50,00 µg.mL-1 e 12,50 µg.mL-1 em todas as fluências de luz testadas, entretanto a concentração de 1,55 µg.mL-1não apresentou um resultado tão eficaz na fluência de 1 J/cm². Houve alteração na adesão celular após TFD conforme diminuição da concentração, no qual as células desprendidas se apresentavam mortas, indicando que o desprendimento celular corresponde à uma característica do processo de morte celular, assim como as alterações morfológicas apresentadas, como a perda da extensão citoplasmática, adquirindo formato arredondado. A imunodetecção de HSP70 diminuiu, enquanto a de HSP27 aumentou após TFD com o FTC. Com isso, conclui-se que ambos FS foram eficazes na TFD em células de gliossarcoma, com destaque para a concentração de 50,00 µg.mL-1 na fluência de 5 J/cm². Além disso, levando em consideração a elevada imunodetecção da HSP27 na TFD com o FTC, o PDZ se apresenta como um promissor FS para ser empregado na TFD com células 9L/lacZ, encorajando estudos in vivo.
Ação de nanopartículas de prata associada ao Imipenem aplicadas em cepas de Klebsiella pneumoniae com diferentes perfis de susceptibilidade
(2023-03-09) Castilho, Maiara Lima; Ferreira-Strixino, Juliana; Silva, Carlos Alberto; Santos, Tiago Gonçalves; Silva, Inglid Fontoura da; Raniero, Leandro José; São José dos Campos
Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) é uma bactéria oportunista que têm chamado atenção devido à resistência aos antibióticos carbapenêmicos. O tratamento em pacientes com infecções graves tem sido desafiador e novas tecnologias vem sendo investigadas entre elas as nanopartículas de prata (AgNPs) por apresentarem efeitos antimicrobianos. Este trabalho tem como objetivo analisar a associação das AgNPs ao antibiótico carbapenêmico Imipenem (IMP) contra cepas de K. pneumoniae. As AgNPs foram sintetizadas pelo método bottom-up e recobertas com ácido-alfa lipóico. Testes de susceptibilidade antimicrobiana foram realizados em formas planctônicas utilizando quatro cepas de K. pneumoniae com diferentes perfis de susceptibilidade ao IMP. A associação foi testada em biofilme e os ensaios de cristal violeta e resazurina foram realizados para a classificação e análise da concentração inibitória mínima, respectivamente. A redução da concentração do IMP com a associação as nanopartículas (NPs) foi encontrada em todas as cepas estudadas na forma planctônica e o sinergismo entre as AgNPs e o IMP foi demonstrado por meio da análise da concentração inibitória fracionada. Em biofilmes reduções significativas foram observadas e a atividade metabólica foi reduzida em índices =80% caracterizando a concentração inibitória mínima do biofilme (MBIC). Assim, a MBIC para a cepa ATCC foi de 2 µg/mL e para as cepas clínicas com perfil sensível e resistente de 1 µg/mL e para o perfil intermediário 8 µg/mL. A associação proposta no estudo obteve efeito inibitório em diferentes perfis de K. pneumoniae, tanto em formas planctônicas quanto biofilme com um comportamento peculiar no perfil resistente ao IMP.
Nanopartículas de prata funcionalizadas ao complexo vancomicina-cisteamina para tratamento de Staphylococcus Aureus e Enterococcus Faecalis
(2022-03-08) Veriato, Thaís da Silva; Castilho, Maiara Lima; Raniero, Leandro José; Tada, Dayane Batista; Ferreira-Strixino, Juliana; São José dos Campos
Atualmente, a resistência bacteriana é um dos maiores desafios de saúde pública do século XXI. As bactérias como Staphylococcus aureus (S. aureus) e Enterococcus faecalis (E. faecalis) destacam-se a nível internacional quanto aos isolados, sendo que cerca de 30% são de S. aureus e 19,5% de E. faecalis comumente relacionadas às infecções nosocomiais. Esses microrganismos apresentam outro aspecto em comum, a resistência à vancomicina, um antimicrobiano inibidor da produção de peptidoglicano da parede celular. Nos últimos anos, em virtude desta resistência houve um aumento na demanda de novos fármacos para cessar este problema. Neste âmbito, as nanopartículas de prata (AgNPs) destacam-se pela ação antibacteriana, baixa toxicidade em sistemas biológicos e a possibilidade de associação com antibióticos a fim de aumentar o efeito no combate destes microrganismos. Neste contexto, o presente projeto teve como objetivo a funcionalização da vancomicina na superfície das AgNPs com intuito de aumentar o efeito antibacteriano no tratamento da cepas planctônicas de S. aureus e E. faecalis. Neste estudo foi possível a modificação química da vancomicina por meio da química carbodiimida. As AgNPs sintetizadas apresentaram um diâmetro hidrodinâmico de 43,82 nm e uma banda de ressonância plasmônica centrada em 392 nm, enquanto o nanofármaco Ag@vancomicina demonstrou um diâmetro de 47,28 nm e uma banda centrada em 391 nm. Nos ensaios microbiológicos de Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Bactericida Mínima (CBM) com a Ag@vancomicina foi possível obter uma CIM de 0,25 µg/mL para S. aureus ATCC (29213), o que representou uma redução 8 vezes da concentração. Entretanto, para as clínicas SA-1 e SA-2, a CIM manteve-se a mesma do fármaco sozinho. Porém, a SA-3 a CIM foi reduzida em 2 vezes quando comparada ao antibiótico. A cepa de E. faecalis ATCC (29212) determinou a CIM em 0,12 µg/mL, correspondendo aproximadamente uma redução de 16 vezes da CIM do fármaco. Enquanto, para as cepas clínicas EF-1, EF-2 e EF-3 a redução observada da CIM correspondeu a 4, 2 e 2 vezes, respectivamente. A CBM foi de 1 µg/mL de Ag@vancomicina para ambas as espécies ATCC. Entretanto nas clínicas o efeito bactericida em concentrações baixas só foi observado para SA-1 e SA-2, para as demais CBM é maior que 4 µg/mL. Os resultados destes ensaios exibiram um excelente desempenho do nanofármaco sintetizado, o que indica que a funcionalização potencializa a ação bacteriostática tanto das AgNPs quanto da vancomicina. Porém, para exercer a ação bactericida a concentração deve ser aumentada para determinadas cepas clínicas. Portanto, sugere-se que a Ag@vancomicina tem grande potencial para as aplicações em cepas resistentes a este antibiótico
Síntese de nanopartículas de prata funcionalizadas com amicacina aplicadas contra cepas resistentes de Acinetobacter baumannii
(2021-12-07) Camargo, Larissa de Oliveira; Castilho, Maiara Lima; Raniero, Leandro José; Silva, Newton Soares da; Oliveira, Luciane Dias de; São José dos Campos
A humanidade se depara com um dos maiores problemas de saúde após décadas de terapia bem-sucedida de acordo com a Organização Mundial da Saúde: bactérias multidrogas resistentes. Dessa maneira, inúmeras pesquisas têm sido realizadas com a intenção de melhorar o espectro de ação dos agentes antimicrobianos existentes e ainda, desenvolver novos fármacos. Há duas substâncias antibacterianas bastante conhecidas, os sais de prata usados desde a Antiguidade e a amicacina, um aminoglicosídeo desenvolvido nos anos 70 com potente atividade contra microrganismos Gram-negativos. Entretanto, devido aos mecanismos evolutivos bacterianos, ambas as drogas perderam a eficácia contra algumas bactérias como Acinetobacter baumannii, um bacilo Gram-negativo nosocomial que pode ser letal em pacientes imunologicamente comprometidos. Objetivando reverter essa problemática, esta pesquisa prevê o desenvolvimento de um nanofármaco a partir de nanopartículas de prata funcionalizadas ao antibiótico amicacina e a avaliação do seu potencial bactericida/bacteriostático contra cepas resistentes de Acinetobacter baumannii. As nanopartículas de prata (AgNPs) foram sintetizadas por meio da redução química entre nitrato de prata e borohidreto de sódio, sendo caracterizadas por espectroscopia UV-Visível na faixa entre 380-400 nm e pelo espalhamento dinâmico de luz. A reação química da carbodiimida foi utilizada para a modificação da amicacina a fim de introduzir grupos dissulfetos no fármaco favorecendo a ligação com as nanopartículas, formando o nanofármaco. A caracterização do processo de modificação do fármaco foi confirmada pela observação dos grupos funcionais moleculares por espectroscopia no infravermelho. Os testes de suscetibilidade como concentração inibitória mínima determinada pela técnica de microdiluição em caldo e concentração bactericida mínima foram realizados de acordo com a padronização internacional ISO 20776-1 usando quatro cepas clínicas de Acinetobacter baumannii multidroga resistentes e uma cepa ATCC (19606) sensível à amicacina para avaliar o potencial bacteriostático e bactericida do nanofármaco (AgNPs@Amicacina) desenvolvido. As AgNPs sintetizadas apresentaram um diâmetro hidrodinâmico de aproximadamente 37nm com uma distribuição bimodal e boa estabilidade química. A conjugação da amicacina com a nanopartícula de prata foi efetiva apresentando bandas de absorção especificas caracterizando o nanofármaco sintetizado. Os testes de susceptibilidade mostram uma grande eficácia das AgNPs@Amicacina contra cepas resistentes de Acinetobacter baumannii apresentando uma concentração bactericida e bacteriostática de 0,5 µg/mL. Esses estudos demonstram dados promissores para o desenvolvimento de um novo antimicrobiano com dosagens mais baixas de aminoglicosídeos, menores efeitos adversos e maior eficácia aplicados em cepas com perfil multidrogas resistentes
Tratamento de Câncer de Mama em Modelo Animal Via Terapia Fotodinâmica Associada a Nanossondas Bifuncionais
(2022-12-13) Raniero, Leandro José; Soares, Cristina Pacheco; Zezell, Denise Maria; Espírito Santo, Ana Maria do; Jesus, Viviane Paula dos Santos; Castilho, Maiara Lima; São José dos Campos
A superexpressão do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) está presente em diferentes tipos de câncer, entre eles, bexiga, colo uterino, colorretal, gástrico, em especial, o câncer de mama triplo-negativo (TNBC). Desta forma, a superexpressão do EGFR está correlacionada com um mau prognóstico do paciente, pois está associada à ativação de genes de desenvolvimento, invasão e diferenciação tumoral. Nesse sentido, há a necessidade de novos tratamentos contra o câncer de mama. Visando um tratamento menos invasivo e de efeitos colaterais reduzidos, a presente tese propõe avaliar a ação antitumoral e toxicológica da terapia fotodinâmica (TFD) em associação às nanossondas bifuncionais (NB), em modelo animal. Estas avaliações objetivam responder questões vinculadas à produção de espécies reativas de oxigênio e ao tipo de morte celular. É importante ressaltar que a presença da proteína fator de crescimento epidérmico na NB pode oferecer afinidade tumoral, revelando um potencial mecanismo para acessar outros tipos de câncer. Dessa forma, a captação das NB pelas linhagens celulares utilizadas, MDA-MB-468 (TNBC - adenocarcinoma mamário humano) e MCF 10A (epitelial de mama) foi constante, entretanto, descontinuada nas células epiteliais de mama após 120 minutos de incubação, que tampouco revelaram citotoxicidade. As células de TNBC não mostram saturação no período estudado. A TFD revelou excelentes resultados para o tratamento, em que o aumento da concentração de NB influenciou o tipo de morte celular, sendo possível estabelecer uma correlação com a atividade mitocondrial. A análise histológica permitiu a comparação entre grupos para avaliar a resposta tecidual ao tratamento. Os resultados se complementam ao confirmar a eficiência das NB in vitro e in vivo. Outro resultado importante obtido pela técnica de citometria de fluxo foi aplicação da NB como nanomarcador de EGFR, permitindo diferenciar as linhagens celulares estudadas. Desta forma, a NB pode ser utilizada como marcador específico diagnóstico e como tratamento na TFD.

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