Nanoestruturas plasmônicas para sinergia das terapias fotodinâmica (TFD) e fototérmica (TFT) em células tumorais

Resumo

Grandes desafios, como a identificação de medicamentos mais eficientes e menos invasivos para o tratamento do câncer, só podem ser enfrentados com esforços conjuntos em pesquisas multidisciplinares. Neste projeto, reunimos uma equipe multi-institucional de físicos, químicos e biólogos para o desenvolvimento de nanoestruturas plasmônicas visando aplicações fototerapêuticas em células cancerosas. Especificamente, nanopartículas de ouro recobertas com sílica (gold shell-isolated nanoparticles - AuSHINs) serão conjugadas à fotossensibilizadores (FS) orgânicos buscando sinergia entre as terapias fotodinâmica (TFD) e fototérmica (TFT). Além disso, especificidade às células tumorais será conferida às nanoestruturas com a ancoragem de anticorpos específicos. O objetivo será obter nanoestruturas altamente eficientes na fotossensibilização de células cancerosas, gerando nenhum ou pouco impacto sobre a viabilidade das células não tumorais. Para isso, faremos ensaios in vitro utilizando um amplo painel de células, derivadas dos carcinomas de mama (MCF7, BT474), pulmão (A549), orofaringe (Hep-2) coloretal (Caco-2) e melanoma (A375 e SH-4), além de células não tumorais coletadas a partir de sangue periférico de doadores. A eficiência e especificidade das nanoestruturas serão quantificadas via citometria de fluxo, que também determinará os processos de morte celular desencadeados (apoptose, apoptose tardia ou necrose). Em uma segunda vertente do trabalho, construiremos sistemas modelos de membrana plasmática de células tumorais e não tumorais utilizando filmes de Langmuir e Langmuir Schaefer (LS), onde as nanoestruturas serão incorporadas e posteriormente fotoativadas. O objetivo será investigar os efeitos da hipertermia e oxidação lipídica sobre as propriedades físico-químicas da membrana, que incluem o aumento da área superficial e clivagem das cadeias carbônicas. Além das tradicionais medidas de pressão de superfície (À), técnicas de espectroscopia vibracional serão aplicadas aos filmes de Langmuir (PM-IRRAS) e LS (FTIR) visando à elucidação dos mecanismos de reação em nível molecular. A meta final será correlacionar as descobertas feitas em escalar molecular com a eficiência fotodinâmica nos sistemas complexos, envolvendo o cultivo in vitro de células cancerosas. Em conjunto, esses resultados contribuirão para o desenvolvimento de nanomateriais terapêuticos mais eficientes e menos invasivos, o que é relevante não apenas para aplicações em fototerapias (TFD e TFT), mas também para muitos outros campos das ciências da vida e da saúde. (AU)