Desenvolvimento de nanopartículas de quitossomas como carreadores gênicos
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Data
2019-07-25
Autores
Garcia, Bianca Bonetto Moreno [UNIFESP]
Orientadores
Han, Sang Won [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
Chitososomes are nanoparticles formed by interaction between liposomes and chitosan and have of particular interest for biotech applications due to their properties such as ease of production, low cost, storage stability, biodegradability and low immunogenicity and cytotoxicity. The production and use of chitosomes for several applications has been studied and is promising, because this nanoparticle is formed by a stable ternary complex. However, there are few studies in the literature of interaction of these nanoparticles with DNA, necessitating this study for the possible application of this nanoparticle as a gene carrier. Thus, the aim of this work was to evaluate the effect of arginine-modified chitosan on the formation of chitosomes and to study the interaction between different chitosomes with plasmid DNA pEGFP-N3. For this purpose, chitosan (CH) was modified with arginine (CH-Arg) and different chitosomes were synthesized by the reverse phase evaporation technique by the association of DOTAP/DOPE lipids with different amounts of CH-Arg. Chitosomes were complexed with pEGFP-N3 and their structures were evaluated by electrophoresis, zeta potential, dynamic light scattering, SAXS and isothermal titration calorimetry. In addition, the complexes were tested in vitro for evaluation of the transfection rate and cytotoxicity of the complexes. The results showed that the nanoparticles synthesized had a positive surface charge and average size of 116 nm and were able to complex with the pDNA through exothermic and thermodynamically favored interaction, and this complex remained positive enough not to suffer aggregation. The size, the positive charge of the complex and the stable interaction with the pDNA may have favored the entry of the nanoparticle into the cell by the electrostatic interaction with the membrane and the presence of CH-Arg in the compositions may have improved the efficiency of the endosomal escape, efficient carriers and non-cytotoxic complexes.
Quitossomas são nanopartículas formadas pela interação entre lipossomas e quitosana e possuem especial interesse para aplicações biotecnológicas devido às suas propriedades, como facilidade de produção, baixo custo, estabilidade de armazenamento, biodegradabilidade e baixas imunogenicidade e citotoxicidade. A produção e a utilização de quitossomas para diversas aplicações já vem sendo estudada e mostra-se promissora, já que esta nanopartícula é formada por um complexo ternário estável. No entanto, há poucos estudos na literatura sobre a interação dessas nanopartículas com o DNA, necessitando desse estudo para a aplicação dessa nanopartícula como carreador gênico. Dessa forma, neste trabalho buscou-se avaliar o efeito da quitosana modificada com arginina na formação de quitossomas e estudar a interação entre diferentes quitossomas com o DNA plasmidial pEGFP-N3. Para tanto, realizou-se a modificação da quitosana com arginina (CH-Arg) e diferentes quitossomas foram sintetizados pela técnica de evaporação em fase reversa por meio da associação dos lipídeos DOTAP/DOPE com diferentes quantidades de CH-Arg. Os quitossomas foram complexados com o pEGFP-N3 e suas estruturas foram avaliadas pelas técnicas de eletroforese, potencial zeta, espalhamento de luz dinâmico, SAXS e calorimetria de titulação isotérmica. Além disso, os complexos foram testados in vitro para avaliação da taxa de transfecção e citotoxicidade dos complexos. Os resultados mostraram que as nanopartículas sintetizadas apresentam carga superficial positiva e tamanho médio de 116 nm e foram capazes de se complexarem com o pDNA através de interação exotérmica e termodinamicamente favorecida, sendo que este complexo manteve-se com um potencial positivo o suficiente para não sofrer agregação. O tamanho, a carga positiva do complexo e a interação estável com o pDNA podem ter favorecido a entrada da nanopartícula na célula pela interação eletrostática com a membrana plasmática e a presença de CH-Arg nas composições pode ter melhorado a eficiência do escape endossomal, tornando esses complexos eficientes carreadores e não citotóxicos.
Quitossomas são nanopartículas formadas pela interação entre lipossomas e quitosana e possuem especial interesse para aplicações biotecnológicas devido às suas propriedades, como facilidade de produção, baixo custo, estabilidade de armazenamento, biodegradabilidade e baixas imunogenicidade e citotoxicidade. A produção e a utilização de quitossomas para diversas aplicações já vem sendo estudada e mostra-se promissora, já que esta nanopartícula é formada por um complexo ternário estável. No entanto, há poucos estudos na literatura sobre a interação dessas nanopartículas com o DNA, necessitando desse estudo para a aplicação dessa nanopartícula como carreador gênico. Dessa forma, neste trabalho buscou-se avaliar o efeito da quitosana modificada com arginina na formação de quitossomas e estudar a interação entre diferentes quitossomas com o DNA plasmidial pEGFP-N3. Para tanto, realizou-se a modificação da quitosana com arginina (CH-Arg) e diferentes quitossomas foram sintetizados pela técnica de evaporação em fase reversa por meio da associação dos lipídeos DOTAP/DOPE com diferentes quantidades de CH-Arg. Os quitossomas foram complexados com o pEGFP-N3 e suas estruturas foram avaliadas pelas técnicas de eletroforese, potencial zeta, espalhamento de luz dinâmico, SAXS e calorimetria de titulação isotérmica. Além disso, os complexos foram testados in vitro para avaliação da taxa de transfecção e citotoxicidade dos complexos. Os resultados mostraram que as nanopartículas sintetizadas apresentam carga superficial positiva e tamanho médio de 116 nm e foram capazes de se complexarem com o pDNA através de interação exotérmica e termodinamicamente favorecida, sendo que este complexo manteve-se com um potencial positivo o suficiente para não sofrer agregação. O tamanho, a carga positiva do complexo e a interação estável com o pDNA podem ter favorecido a entrada da nanopartícula na célula pela interação eletrostática com a membrana plasmática e a presença de CH-Arg nas composições pode ter melhorado a eficiência do escape endossomal, tornando esses complexos eficientes carreadores e não citotóxicos.
Descrição
Citação
GARCIA, Bianca Bonetto Moreno. Desenvolvimento de nanopartículas de quitossomas como carreadores gênicos 2019.103f. Dissertação (Mestrado em Biologia Molecular) – Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo. São Paulo, 2019.