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MSc in Biochemistry
Dissertation Project – 2nd Cycle
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No.
Supervisor(s): Paula Soares
Co-supervisor: Vera Neves
Supervisor(s) email address:[email protected] /[email protected]
Lab/Institution: Departamento de Ciência dos Materiais e CENIMAT-I3N, Faculdade de Ciências e
Tecnologia/Instituto de Medicina Molecular/Departamento de Bioquímica, Faculdade de Medicina, UL
(www.biochemistry-imm.org/cat.php?catid=106)
TITLE:Desenvolvimento denanopartículas (NP) magnéticas com dupla funcionalização para sistemas
dediagnóstico e imagem na doença de Alzheimer (AD).
BACKGROUND
A nanotecnologia tem revelado ser uma tecnologia valiosa na medicina, como agente de imagem, ou
agente de transporte de moléculas terapêuticas para células, tecidos e órgãos. Vários estudos têm
mostrado que o efeito de alguns fármacos pode ser melhorado quando acoplados a nanopartículas.
Isto poderáser relevante para o tratamento de doenças do sistema nervoso central (CNS).Embora nos
últimos anos tenha melhorado conhecimento do cérebro e haja grandes avanços na tecnologia com
aplicação médica, doenças como Alzheimer, Parkinson, AVC e cancro, continuam a ser devastadoras e
pouco tratáveis. O problema não se deve há falta de moléculas terapêuticas, mas ao facto de 98% dos
fármacos compostos por pequenas moléculas e 100% dos fármacos constituídos por grandes
proteínas, estarem impossibilitados de atravessar a barreira hematoencefálica (BBB) e assim chegar ao
CNS. A BBB é formada por células endoteliais que ficam alinhadas com os capilares, impedindo ou
dificultando a passagem de substâncias do sangue para o tecido nervoso. A única forma de ultrapassar
esta dificuldade é encontrar moléculas que funcionem como sistemas de libertação controlada. No
entanto, estes sistemas ou vectores atuais muitas vezes interferem com o funcionamento da BBB e por
isso novas metodologias devem ser investigadas respeitando a influência que poderão ter no normal
funcionamento da BBB.
Um método alternativo será utilizar péptidos com capacidade de translocação (CPP). Os CPPs têm
capacidade de translocar várias cargas para o interior de células, como fármacos de baixo peso
molecular, lipossomas, plasmídeos, anticorpos e nanopartículas. Os CPPs são degradados em
compostos não tóxicos, tem baixo potencial para interações fármaco-fármaco e possuem baixa
probabilidade de causar reações imunológicas quando comparados com proteínas grandes. Estas são
algumas das vantagens que levam a que os péptidos tenham a possibilidade de serem legalmente
aprovados para uso terapêutico.
O Laboratório do Prof. Miguel Castanho estuda a interação de péptidos com biomembranas e CPP.
Recentemente foi submetida uma patente, descrevendo um CPPtranslocador da BBB. No presente
projecto pretende-se desenvolver um sistema CPP-nanopartícula capaz de penetrar a BBB e
reconhecer péptidos Aβ, característicos da AD.Para tal serão desenvolvidas nanopartículas de óxido de
ferro superparamagnéticas (SPIONs)encapsuladas num polímero funcionalizado com péptido
translocador da BBB e um domínio único de anticorpo (sdAb)específico para Aβ. Este sistema irá não só
permitir melhorar as características do péptido como identificar a sua translocação in vitro e in situ
(tecido cerebral) por técnicas de ressonância magnética.
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Dissertation Project – 2nd Cycle
URLs de notícias de imprensa relacionadas:
http://www.dnoticias.pt/actualidade/pais/511039-projeto-criou-anticorpos-para-combater-oalzheimer-com-a-ajuda- da-dengue?quicktabs_2=2
http://rr.sapo.pt/informacao_detalhe.aspx?fid=31&did=184570
http://www.aeiou.pt/quiosque/criados-anticorpos-para-combater-o-alzheimer-com-a-ajuda-dadengue
Artigos relacionados:
http://www.prnewswire.com/news-releases/reportlinker-adds-alzheimers-disease-immunotherapypipeline-vaccines-therapeutic-antibodies-and-emerging-strategies-98741979.html
http://www.nanoscalereslett.com/content/pdf/1556-276X-9-538.pdf
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979713011302
OBJECTIVES
Desenvolver um sistema de diagnóstico e imagem para a AD. Serão utilizados SPIONs revestidos com
polímero funcionalizado com péptido translocador da BBB e sdAb específico para Aβ. Este sistema terá
como objectivos: (1) atravessar a BBB mediado pelo péptido translocador da BBB; (2) reconhecer Aβ
para diagnostico; e (3) promover imagem dos agregados característicos de AD através dos SPIONs.
PROJECT DESCRIPTION
A libertação controlada de um fármaco através das artérias do cérebro não pode ser baseada num
método que deixe lesões nas artérias ou faça sequer aumentar a sua permeabilidade em permanência.
Esta situação deixaria o cérebro à mercê de toxinas e agentes patogénicos como vírus ou bactérias. É
necessário um sistema que deixe as artérias do cérebro intactas e que, no entanto, seja eficaz para o
fármaco em questão. As duas equipas participantes no projecto possuem experiências
complementares:
A equipa da FCT/UNL tem experiência na produção e caracterização de SPIONs e a equipa de
investigadores do IMM experiência no desenvolvimento de péptidos que atravessam a BBB e modelos
de BBB.
Neste projecto pretende-se desenvolver NPs duplamente funcionalizadas para testar a sua capacidade
de translocação em modelos de BBB.Deste modo na tarefa 1, serão produzidas as NPs, com os
seguintes passos: (1) preparação de NHS-sdAb-PEP; (2) preparação de PEP-sdAb-PEG-OH; (3)
preparação de PLA-PEG-sdAb-PEP; e (4) preparação de NP funcionalizada com encapsulamento de
SPION e/ou coumarin (FCT/UNL). Na tarefa 2 as NPsserão caracterizadaspor DLS e TEM; e será
determinada a eficiência de encapsulação e libertação (e.g. coumarin) (FCT/UNL). Seguido da
caracterização da funcionalização por “surfaceplamonresonance” (SPR) (Tarefa 3) (iMM). No final a
capacidade de translocação do sistema será testado num modelo in vitro de BBB (Tarefa 4)(iMM).
SPIONS, SPIONS modificados com molécula irrelevante e SPIONS que apresentam o péptido à
superfície serão utilizados para ensaios in vitro com células endoteliais do cérebro capazes de formar
BBB.
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TIMELINE(use fill tool for the cells)
Month 1
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Month 8
Month 9
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Task 2
Task 3
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