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Investigação do papel de vesículas extracelulares (VEs) na iniciação, propagação, regeneração e modelação da mineralização biológica

Processo: 19/08568-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de novembro de 2020 - 31 de outubro de 2025
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
Pesquisador responsável:Pietro Ciancaglini
Beneficiário:Pietro Ciancaglini
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Sandra Yasuyo Fukada Alves
Pesq. associados:Adalberto Luiz Rosa ; Ana Paula Ramos ; Márcio Mateus Beloti ; Maytê Bolean Correia
Auxílios(s) vinculado(s):21/03697-9 - EMU concedido no Projeto Temático 2019/08568-2 - Espectrofotômetro de Bancada com Fibra Óptica UV-RAMAN, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):22/11231-2 - Investigação do papel de vesículas extracelulares (VEs) na iniciação, propagação, regeneração e modelação da mineralização biológica, BP.TT
22/04885-6 - Investigação do papel de Vesículas Extracelulares (VEs) e Vesículas da Matriz (MVs) na iniciação, propagação, regeneração e controle da mineralização biológica, BP.PD
22/05026-7 - Treinamento no isolamento de vesículas extracelulares (VEs) e MVs modelação da mineralização biológica, BP.TT
+ mais bolsas vinculadas 21/13140-1 - Estudo da interação de PHOSPHO1 e nSMase2 com membranas modelo: uma possível correlação na secreção de vesículas da matriz, BP.DR
21/13934-8 - Papel da glicólise na função dos osteoclastos, BP.IC
21/08558-7 - Estudo in vivo do efeito de formulações de géis contendo Sr2+ sobre a mineralização dentinária e óssea, BP.DR
21/12121-3 - Efeito do complexo morina Sr2+ sobre a perda óssea experimental, BP.IC
21/12983-5 - Efeito de VEs liberadas por osteoblastos sobre a osteoclastogênese e a perda óssea in vivo, BP.PD
21/01499-5 - Efeito de vesículas extracelulares sobre a diferenciação osteoblástica e a regeneração óssea induzida por células-tronco mesenquimais, BP.DR
21/02768-0 - Estudo das propriedades de interação da PHOSPHO1 e da Esfingomielinase com sistemas modelos de membrana, BP.IC - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Biofísica  Vesículas extracelulares  Mineralização  Regeneração óssea 

Resumo

Vesículas Extracelulares (VEs) têm sido relacionadas a uma ampla gama de funções em desenvolvimento na imunologia, angiogênese e biologia de células-tronco, bem como a diversas patologias. As VEs são organelas bioativas que podem transportar informações genéticas, lipídios, proteínas e ácidos nucléicos entre as células, influenciando assim sobre diversas funções moleculares, como na sinalização e regulação da expressão gênica das células-alvo. Uma classe especial de VEs chamadas Vesículas da Matriz (MVs) são protagonistas em uma das teorias mais aceitas para a formação dos primeiros cristais de hidroxiapatita e propagação mineral para a formação óssea em vertebrados. Porém, ainda existem impotantes lacunas nesta teoria que necessitam ser investigadas, como: Qual o papel efetivo das vesículas no processo? Qual o papel das proteínas/enzimas que as compõem? Como as interações entre o colágeno e as proteínas/enzimas presentes nas vesículas podem ser responsáveis pela nucleação e consequente propagação da mineralização? Como estas interações regulam o processo de mineralização mediado por MVs? Como o pH e fosfo-substratos influenciam na formação e propagação dos cristais de hidroxiapatita mediados por MVs? Mediante tais questionamentos, o presente projeto visa isolar VEs com qualidade e quantidade suficiente para entender a natureza das interações entre vesículas nativas e proteínas osteogênicas. Modelos de membrana como proteolipossomos e monocamadas de Langmuir enriquecidos com proteínas importantes no processo de mineralização servirão para determinar em detalhes os mecanismos de formação de apatita e a função dessas proteínas durante o processo. O projeto é inovador e interdisciplinar, tendo como proponente e colaboradores pesquisadores das áreas de bioquímica, físico-química, farmácia e odontologia. Desta forma, será abrangido desde o estado da arte biofísica (reologia, fluidez), metodologias de instrumentos (Microscopia de força atômica acoplada a espectroscopia Raman aumentada por ponta (AFM-Tip Enhanced Raman Spectroscopy), microscopia TEM, BAM, microanálises de raios-X por energia dispersiva, RAMAN e SPR), metodologias bioquímicas (isolamento e caracterização de VEs nativas, produção de proteínas recombinantes), biologia celular (condrócitos primários, osteoblastos e osteoclastos), até funções e aplicações das VEs in vitro e in vivo utilizando sistemas miméticos de proteolipossomos na área de regeneração óssea. Detalhes altamente resolvidos sobre a natureza das interações entre VEs nativas ou proteolipossomos com proteínas importantes no processo de biomineralização poderão ser obtidos. A proposta de pesquisa fornecerá informações detalhadas de capacidade de mineralização das VEs, detalhando sua capacidade de nucleação, propagação, regeneração e ainda degradação (reabsorção). Outro ponto muito forte da proposta de pesquisa é o desenvolvimento de abordagens metodológicas que podem ser generalizadas para investigações de VEs. Poucos laboratórios no mundo focam suas pesquisas no descobrimento das funções dessas vesículas, tornando a proposta de pesquisa muito original. Vesículas modelo e nativas apresentam um grande potencial biotecnológico e poderão ser utilizadas para selecionar inibidores com o intuito de prevenir a calcificação patológica, bem como propiciar a regeneração/reabsorção óssea. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MARCOS A.E. CRUZ; CLAUDIO R. FERREIRA; LUCAS F. B. NOGUEIRA; LUIZ H.S. ANDRILLI; ANA LARA N. DOS SANTOS; JEFERSON M. M. MACEDO; EKEVELINY A. VESCHI; BRUNO Z. FAVARIN; HEITOR G. SEBINELLI; MAYTE BOLEAN; et al. ASPECTOS QUÍMICOS DA BIOMINERALIZAÇÃO ÓSSEA. Química Nova, v. 45, n. 5, p. 578-593, . (19/08568-2, 19/25054-2, 17/20846-2)
NOGUEIRA, LUCAS FABRICIO BAHIA; MANIGLIA, BIANCA C.; BUCHET, RENE; MILLAN, JOSE LUIS; CIANCAGLINI, PIETRO; BOTTINI, MASSIMO; RAMOS, ANA PAULA. hree-dimensional cell-laden collagen scaffolds: From biochemistry to bone bioengineerin. JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS, v. 110, n. 4, . (19/08568-2, 20/08727-0, 19/25054-2, 18/25871-8)

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