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Desenvolvimento de um nanosensor fluorescente a partir da eletrofiação de PVA e quantum dots de grafeno: aplicação na detecção de biomarcadores de Alzheimer

Processo: 15/08523-8
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2015
Vigência (Término): 30 de novembro de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Anderson de Oliveira Lobo
Beneficiário:Bruno Vinícius Manzolli Rodrigues
Instituição Sede: Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento (IP&D). Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP). São José dos Campos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:11/17877-7 - Desenvolvimento de novos scaffolds poliméricos por eletrofiação com incorporação de nanotubos alinhados e nanohidroxiapatita para regeneração óssea, AP.JP
Assunto(s):Doença de Alzheimer   Desenvolvimento de novos materiais   Eletrofiação   Nanosensores
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Apoe | beta-amilóide | Doença de Alzheimer | eletrofiação | nanosensor fluorescente | quantum dots de grafeno | Desenvolvimento de novos materiais

Resumo

A doença de Alzheimer (AD, Alzheimer's disease), uma doença neurodegenerativa crônica, é a forma mais comum de demência e afeta mais de 44 milhões de pessoas no mundo, sendo mais de 1 milhão de pessoas apenas no Brasil. O diagnóstico em fase inicial da AD é extremamente necessário e desejável, desde que essa doença é incurável e piora progressivamente levando à morte. Visando estimar o risco ou a presença dessa doença, biomarcadores da AD, tais como a beta-amilóide e ApoE4, são indicadores neuroquímicos que podem ser detectados em fluídos fisiológicos como o fluído cérebro-espinhal (CSF), soro e plasma. Entretanto, até o presente momento, os atuais métodos para detecção de biomarcadores da AD nestes fluídos não apresentam alta sensibilidade para diagnósticos em fases iniciais e os custos são incompatíveis com o largo monitoramento necessário. Neste contexto, o presente projeto propõe o desenvolvimento e otimização de um nanosensor fluorescente baseado na eletrofiação de álcool polivinílico (PVA) e quantum dots de grafeno solúveis em água (QDGs), em substratos de ITO, para detecção de biomarcadores da AD baseados na supressão da fluorescência dos QDGs. Dada à estrutura tridimensional e porosa das membranas eletrofiadas e a alta razão área superficial/volume, espera-se uma alta difusão e adsorção dos biomarcadores da AD. QDGs fotoluminescentes (azul) serão preparados pela carbonização incompleta do ácido cítrico seguido por dispersão em solução alcalina. QDGs possuem em suas estruturas grupos funcionais carboxílicos adequados para a imobilização de anticorpos, permitindo uma alta eficiência na captura e pré-concentração de biomarcadores da AD. As melhores condições para eletrofiação serão investigadas considerando a (inter)-combinação de diferentes parâmetros experimentais, tais como concentração de polímero e QDGs; tensão aplicada; distância agulha-coletor e taxa de vazão da solução. Os anticorpos serão ligados aos QDGs por meio da formação de ligações peptídicas entre os grupos amino dos resíduos de Lys e grupos carboxílicos dos QDGS, utilizando EDC [N-(3-dimetilaminopropil)-N'-etilcarbodiimida] previamente ativado com sulfo-NHS (N-hidróxi-sulfo-succinimida). A estrutura e propriedades de fluorescência das membranas híbridas de PVA/QDGs serão avaliadas usando microscopias de fluorescência, varredura e transmissão, assim como outras técnicas relevantes de caracterização de materiais. O nanodispositivo desenvolvido será posteriormente testado em amostras clínicas reais de CSF, plasma e soro de pacientes que sofrem da AD, visando a detecção de beta-amilóide e ApoE4. É esperado se obter um nanodispositivo com alta sensibilidade para detecção dos biomarcadores da AD visando o diagnóstico dessa doença em estágios iniciais, assim como prover medidas confiáveis e significativas de seu progresso. (AU)

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Publicações científicas (18)
(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)
SANTANA-MELO, GABRIELA F.; RODRIGUES, BRUNO V. M.; DA SILVA, EDMUNDO; RICCI, RITCHELLI; MARCIANO, FERNANDA R.; WEBSTER, THOMAS J.; VASCONCELLOS, LUANA M. R.; LOBO, ANDERSON O.. Electrospun ultrathin PBAT/nHAp fibers influenced the in vitro and in vivo osteogenesis and improved the mechanical properties of neoformed bone. COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, v. 155, p. 544-552, . (11/17877-7, 11/20345-7, 15/09697-0, 15/08523-8, 16/00575-1)
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GRANATO, ALESSANDRO E. C.; RODRIGUES, BRUNO V. M.; RODRIGUES-JUNIOR, DORIVAL M.; MARCIANO, FERNANDA R.; LOBO, ANDERSON O.; PORCIONATTO, MARIMELIA A.. Magnetic super-hydrophilic carbon nanotubes/graphene oxide composite as nanocarriers of mesenchymal stem cells: Insights into the time and dose dependences. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 67, p. 694-701, . (11/20345-7, 12/00652-5, 15/08523-8, 11/17877-7)
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MACHADO-PAULA, M. M.; CORAT, M. A. F.; LANCELLOTTI, M.; MI, G.; MARCIANO, F. R.; VEGA, M. L.; HIDALGO, A. A.; WEBSTER, T. J.; LOBO, A. O.. A comparison between electrospinning and rotary-jet spinning to produce PCL fibers with low bacteria colonization. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 111, . (11/20345-7, 15/08523-8, 11/17877-7, 14/50869-6, 14/16295-2, 15/09697-0)
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