{"id":4093,"date":"2015-12-17T17:28:59","date_gmt":"2015-12-17T20:28:59","guid":{"rendered":"http:\/\/sbpmat.org.br\/?p=4093"},"modified":"2015-12-18T23:33:17","modified_gmt":"2015-12-19T02:33:17","slug":"artigo-em-destaque-delivery-de-genes-com-nanomateriais-funcionalizados","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-delivery-de-genes-com-nanomateriais-funcionalizados\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Delivery de genes com nanomateriais funcionalizados."},"content":{"rendered":"

Artigo cient\u00edfico com participa\u00e7\u00e3o de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Functionalized nanomaterials: are they effective to perform gene delivery to difficult-to-transfect cells with no cytotoxicity? <\/strong>Tonelli, F.M.P. ; Lacerda, S. M. S. N.; Paiva, N. C. O.; Pacheco, F. G.; Scalzo Junior, S. R. A.; de Macedo, F. H. P.; Cruz, J. S.; Pinto, M. C. X.; Correa Junior, J. D.; Ladeira, L. O.; Fran\u00e7a, L. R.; Guatimosim, S.; Resende, R. R. Nanoscale<\/em><\/strong>, 2015,7<\/strong>, 18036-18043. DOI:\u00a0<\/strong>10.1039\/C5NR04173B.<\/p>\n

Delivery de genes com nanomateriais funcionalizados<\/strong><\/p>\n

Nanomateriais podem ser \u00fateis em processos nos quais o ser humano introduz genes (segmentos de DNA) de maneira controlada em determinadas c\u00e9lulas. Esses processos s\u00e3o chamados de transfec\u00e7\u00f5es, e podem ter como objetivo a cura de uma doen\u00e7a provocada pela falta de um gene (terapia g\u00e9nica) ou a obten\u00e7\u00e3o de organismos transg\u00eanicos, citando apenas alguns exemplos.<\/p>\n

Em um estudo realizado no Brasil por uma equipe multidisciplinar, foi testada a efici\u00eancia de diversos nanomateriais para entregar genes a diferentes tipos de c\u00e9lulas de camundongos e de humanos, todas consideradas de dif\u00edcil transfec\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Resultados do trabalho foram recentemente publicados em forma de communication<\/em> no peri\u00f3dico cient\u00edfico Nanoscale e foram objeto de pedidos de patente sobre usos afins submetidos ao INPI.<\/p>\n

A pesquisa, que foi realizada em apenas 6 meses, contando desde o delineamento do projeto at\u00e9 a submiss\u00e3o do artigo, envolveu o trabalho de 13 cientistas da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), que estavam organizados numa rede de pesquisa em Nanobiotecnologia iniciada em parceria com a FAPEMIG. \u201cA multidisciplinaridade do grupo foi essencial para a realiza\u00e7\u00e3o do trabalho em curto intervalo de tempo e de maneira a ser aceito para publica\u00e7\u00e3o na Nanoscale\u201d, conta Rodrigo Resende<\/a>, professor do Departamento de Bioqu\u00edmica e Imunologia da UFMG e autor correspondente do artigo publicado na Nanoscale.<\/p>\n

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Painel de fotos dos autores do artigo. Da esquerda para a direita e de cima para baixo: Fernanda Tonelli, Nicole Paiva, Mauro Xavier, Rodrigo Resende, Samyra Nassif, Luiz Fran\u00e7a, S\u00e9rgio Scalzo, Silvia Guatimosim, Fl\u00e1via Pacheco, Luiz Ladeira, Jos\u00e9 Dias, Jader Cruz.<\/figcaption><\/figure>\n

\u00a0A ideia que deu origem \u00e0 pesquisa surgiu a partir da disserta\u00e7\u00e3o de Fernanda Maria Policarpo Tonelli<\/a>, desenvolvida com orienta\u00e7\u00e3o de Resende para a obten\u00e7\u00e3o do diploma de mestre em Bioqu\u00edmica e Imunologia. \u201cO trabalho envolveu espermatog\u00f4nias-tronco de til\u00e1pias (cultura prim\u00e1ria), que s\u00e3o c\u00e9lulas de dif\u00edcil transfec\u00e7\u00e3o\u201d, relata o professor. \u201cAo tentar entregar genes de interesse a estas c\u00e9lulas, percebeu-se que esta era tarefa \u00e1rdua\u201d, conta. Quando a estudante conferiu que o uso de nanotubos de carbono de paredes m\u00faltiplas funcionalizados facilitou o processo, surgiu a ideia de verificar sistematicamente a capacidade de uma s\u00e9rie de nanomateriais funcionalizados para entregar genes a c\u00e9lulas de dif\u00edcil transfec\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

De fato, nanomateriais s\u00e3o interessantes candidatos a ve\u00edculos de entrega de genes, n\u00e3o apenas pela variedade de tamanhos, formatos e propriedades que podem ser obtidos por meio da funcionaliza\u00e7\u00e3o e dos diversos m\u00e9todos de s\u00edntese, mas tamb\u00e9m por oferecerem alta prote\u00e7\u00e3o ao gene que devem entregar. \u201cPrevinem a degrada\u00e7\u00e3o do \u00e1cido nucleico durante o tr\u00e1fego extra e intracelular\u201d, diz Resende. \u201cAl\u00e9m disso, dentre os nanomateriais, os nanobast\u00f5es de ouro oferecem ainda uma caracter\u00edstica muito \u00fatil ao gene delivery<\/em>: a possibilidade de libera\u00e7\u00e3o fotot\u00e9rmica; ou seja, a libera\u00e7\u00e3o de genes pode ser induzida com incid\u00eancia de luz no comprimento de onda correto sobre o nanocomplexo\u201d, completa o professor.<\/p>\n

Para realizar a pesquisa experimental que originou o artigo da Nanoscale, Resende e seus colaboradores procederam \u00e0 fabrica\u00e7\u00e3o de alguns nanomateriais. Assim, nanotubos de carbono, nanobast\u00f5es de ouro, nanodiamantes e \u00f3xido de nanografeno foram sintetizados no Laborat\u00f3rio de Nanomateriais do Instituto de Ci\u00eancias Exatas e no Laborat\u00f3rio de Sinaliza\u00e7\u00e3o Celular e Nanobiotecnologia da UFMG, enquanto nanocomp\u00f3sitos de fosfato foram produzidos no Laborat\u00f3rio de Intera\u00e7\u00f5es Qu\u00edmico-biol\u00f3gicas e Reprodu\u00e7\u00e3o Animal do Departamento de Morfologia da mesma universidade.<\/p>\n

Na sequ\u00eancia, todos os nanomateriais foram funcionalizados; ou seja, grupos de \u00e1tomos foram adicionados a suas superf\u00edcies de modo a conseguir determinadas propriedades qu\u00edmicas nos materiais. Essa parte da pesquisa, assim como quase todos os experimentos seguintes, foi realizada no Laborat\u00f3rio de Sinaliza\u00e7\u00e3o Celular e Nanobiotecnologia do Departamento de Bioqu\u00edmica e Imunologia, e no Laborat\u00f3rio de Biologia Celular do Departamento de Morfologia, sempre na UFMG. A efetiva funcionaliza\u00e7\u00e3o dos nanomateriais foi confirmada por an\u00e1lises de espectroscopia no infravermelho pr\u00f3ximo por transformada de Fourier (FI-NIR), realizadas no Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear (CDNT), localizado no campus da UFMG. Gra\u00e7as \u00e0 funcionaliza\u00e7\u00e3o, os nanomateriais grudaram ao DNA que continha o gene de interesse, formando nanocomplexos.<\/p>\n

Ent\u00e3o, c\u00e9lulas de dif\u00edcil transfec\u00e7\u00e3o, de camundongos e de humanos, obtidas em laborat\u00f3rios dos departamentos de Fisiologia e Farmacologia e de Bioqu\u00edmica e Imunologia da UFMG, foram expostas aos nanocomplexos.<\/p>\n

Finalmente, os cientistas observaram, para cada material e para cada tipo de c\u00e9lula estudada, se o gene de interesse tinha ingressado na c\u00e9lula e se estava realizando suas fun\u00e7\u00f5es na nova morada.<\/p>\n

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Esquema das etapas principais do estudo. Os nanomateriais foram funcionalizados para associarem-se ao DNA plasmidial contendo o gene de interesse (neste caso o gene da prote\u00edna fluorescente ciano). As c\u00e9lulas de dif\u00edcil transfec\u00e7\u00e3o foram ent\u00e3o expostas aos nanocomplexos nanomaterial funcionalizado – DNA plasmidial, e observou-se a express\u00e3o de prote\u00edna fluorescente.<\/figcaption><\/figure>\n

Os resultados publicados na Nanoscale mostram que, de modo geral, os nanomateriais s\u00e3o bons ve\u00edculos de entrega de genes para c\u00e9lulas de dif\u00edcil transfec\u00e7\u00e3o, igualando ou superando, em alguns casos, a capacidade de reagentes dispon\u00edveis no mercado. Detalhe: a s\u00edntese dos nanomateriais tem custo inferior \u00e0 compra de alguns reagentes.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, os autores da communication<\/em> conferiram a citotoxicidade de cada nanomaterial frente \u00e0s diversas c\u00e9lulas estudadas, e puderam determinar as respectivas taxas de morte celular. Os cientistas conclu\u00edram que, em concentra\u00e7\u00f5es adequadas, os nanomateriais estudados t\u00eam baixa citotoxicidade.<\/p>\n

Essas descobertas da equipe da UFMG j\u00e1 podem ser aplicadas em pesquisas que envolvem gene delivery<\/em>. \u201cPor exemplo, caso se deseje estudar a fun\u00e7\u00e3o de uma determinada prote\u00edna em cardiomi\u00f3citos e seja necess\u00e1rio se fazer a express\u00e3o dessa prote\u00edna nestas c\u00e9lulas, nanotubos de carbono de paredes m\u00faltiplas funcionalizados s\u00e3o uma op\u00e7\u00e3o mais eficiente que a lipofec\u00e7\u00e3o com o reagente comercial Lipofectamina 2000\u201d, ilustra o professor.<\/p>\n

\u201cQuanto a aplica\u00e7\u00f5es um pouco mais distantes, tamb\u00e9m encontra-se uma possibilidade de adapta\u00e7\u00e3o da metodologia para viabiliza\u00e7\u00e3o de terapia g\u00eanica e tamb\u00e9m transgenia mediada por nanomateriais\u201d, continua Resende, que comenta que seu grupo de pesquisa j\u00e1 est\u00e1 realizando estudos complementares in vitro<\/em> e in vivo<\/em> para desenvolver essas aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

De acordo com Resende, outro desdobramento do artigo pode surgir perante a diferen\u00e7a de comportamento observada nas diferentes c\u00e9lulas frente a diferentes nanomateriais. \u201cIsso oferece a possibilidade de desenvolver estudos a respeito de como os genes entregues s\u00e3o internalizados por cada c\u00e9lula e por qual raz\u00e3o h\u00e1 a diferen\u00e7a de efici\u00eancia observada em nosso estudo\u201d, diz o professor.<\/p>\n

A pesquisa foi financiada com recursos do CNPq, FAPEMIG, INCT de Nanomateriais de Carbono e Instituto Nanocell<\/a>, uma entidade independente fundada pelo grupo de pesquisa do professor Rodrigo Resende para a promo\u00e7\u00e3o da ci\u00eancia e educa\u00e7\u00e3o.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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