Teranóstica

Descrição

Essa linha de pesquisa explora as aplicações biomédicas da Nanotecnologia. Tem como objetivo principal o desenvolvimento de estratégias para monitoramento, prevenção, diagnóstico e tratamento de doenças. Os pesquisadores atuam na síntese, desenvolvimento, preparação, e caracterização de nanopartículas orgânicas (lipossomas, nanoemulsões, nanopartículas lipídicas, nanoestruturas biomiméticas) e inorgânicas (óxidos de ferro, fluoretos, sílica dopadas ou não com íons terras raras) visando aplicações teranósticas. Para atingir esse objetivo investigam propriedades biofísicas, fotofísicas, farmacocinéticas, imunológicas, magnéticas, termométricas, fototérmicas e magnetotérmicas de nanocarreadores multifuncionais.

Áreas de pesquisa - (a) Nanopartículas teranósticas para diagnóstico, medicina térmica e nanotermometria: Desenvolvimento de nanopartículas para aplicações como traçadores (infravermelho próximo) e agentes de contraste T1,T2 e/ou dual (MRI) para diagnóstico; para entrega de calor por meio de terapia fototérmica e/ou hipertermia magnética; para monitoramento de terapias térmicas (e doenças) pelo desenvolvimento de nanotermometria luminescente no infravermelho próximo, nanotermometria magnética e termometria por MRI (método PRF, entre outros); além de ativação de sistema imunológico mediada ou não por calor visando tratamento do câncer e outras doenças por meio de estudo pré-clínico (camundongos, gatos e cães). (b) Nanopartículas biomiméticas para o delivery de agentes terapêuticos: Síntese, preparação e desenvolvimento de nanopartículas lipídicas sintéticas (lipossomas, carreadores lipídicos nanoestruturados, nanopartícuas lipídicas sólidas e nanopartículas lipídicas associadas a ácidos nucléicos) e/ou biomiméticas (combinadas com fragmentos de membrana celular) contendo ou não agentes terapêuticos (doxorrubicina, paclitaxel, mRNA, óxidos de ferro, IR780, entre outros) para tratamento de doenças por meio de delivery ativo; ativação do sistema imunitário mediada ou não por marcadores de membrana; Desenvolvimento e validação de protocolos pré-clínicos (camundongos e ratos) para detecção, determinação de performance e segurança de nanopartículas lipídicas. Maiores informações vide aqui.

A área da “Biofísica” essencialmente utiliza-se as espectroscopias de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e de Fluorescência para a busca de novos fármacos, naturais ou sintéticos. Essas espectroscopias auxiliam na compreensão dos mecanismos de ação de potenciais fármacos em sistemas biológicos. Entender esses mecanismos é importante para encontrar ou desenvolver novos fármacos ou protótipos, com maior eficácia e menores efeitos colaterais. Temos aplicado essas técnicas nos estudos de interações de compostos com sistemas biomiméticos simplificados, tais como bicamadas lipídicas e micelas, e com sistemas mais complexos como a pele, o parasita da leishmaniose, fungo, bactéria e nanopartículas. Além disso, esta linha de pesquisa também contempla a determinação de estruturas cristalinas e moleculares de substâncias orgânicas e inorgânicas.

Responsáveis

• Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• Prof. Dr. Sebastião Antônio Mendanha Neto
• Prof. Dr. Antônio Alonso
• Profa. Dra. Cássia Alessandra Marquezin

Projetos Vigentes

• Título: Termometria Aplicada ao Monitoramento do Tratamento do Câncer por Nanomedicina Magnetotérmica
  Resumo: Nesse projeto vamos desenvolver, avaliar e comparar três técnicas não invasivas de monitoramento de entrega de calor (termometria magnética por BAC, termometria luminescente e termometria por ressonância magnética - MRIT). A proposta é dominar uma modalidade que possa ser implementada no estudo pré-clínico e veterinário visando futura aplicação em nanotermoimunoterapia. Resultados preliminares de PTT em camundongos e cães indicam significativa resposta imunológica. O desenvolvimento dessas técnicas permitirá determinar com maior precisão a dose térmica intratumoral impactando no sucesso da nanoterapia térmica. A termometria por BAC durante PTT será avaliada pela dependência do sinal magnético de diferentes tipos de NPs com a temperatura, formando ou não estruturas multicore. A nanotermometria luminescente será realizada na primeira janela biológica com moléculas orgânicas fluorescentes ou NPs à base de fluoretos com terras raras, irradiadas no NIR. Processos de Up/Downconversion serão investigados e o monitoramento será realizado com espectrofotômetro modular nas melhores amostras. Enquanto a MRIT irá avaliar a temperatura usando o método PRF, i.e. via análise da variação da fase com a temperatura com pulso do tipo GRE. Todos os estudos serão feitos com nanopartículas ferrimagnéticas ou paramagnéticas. (Responsável: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis)
  
  
• Título: Nanopartículas Teranósticas para Aplicação Dual em Hipertermia Magnética e Imageamento de Partícula Magnética para Futura Detecção e Tratamento de Metástases 
  Resumo: Nanopartículas magnéticas (NPs) tem aplicação clínica no tratamento de anemia (Feraheme), agente de contraste no MRI (Resovist), e na hipertermia magnética (HM) quando combinada com radioterapia (NanoTherm). Entretanto, sua aplicação no diagnóstico de doenças como contraste em ressonância é limitada, pois as NPs induzem uma resposta na relaxação transversal tão intensa que impossibilita a visualização no MRI, a partir de uma concentração de NPs. Uma técnica inovadora de imagem denominada "Magnetic Particle Imaging''(MPI), que mede o sinal não-linear de NPs após excitação em RF, promete resolver isso e revolucionar o diagnóstico e tratamento de doenças , inclusive possibilitando de forma localizada a HM, e o monitoramento da dose térmica. A técnica de MPI trabalha com excitação em 20-40 kHz, enquanto na HM essa faixa é de 100-350 kHz. Nesse projeto iremos desenvolver nanopartículas teranósticas para aplicação dual, HM/MPI, visando o diagnóstico e tratamento de doenças (ex.:câncer). NPs à base de óxido de ferro, tipo "single-core'' (SC), "core-shell'' (CS) e "multicore'' (MC), contendo ferritas mistas, serão sintetizadas por diferentes métodos de síntese, visando o controle da anisotropia magnética, magnetização de saturação, entre outros fatores para atuar de forma eficiente no MPI e na HM. No MPI os parâmetros monitorados serão a intensidade de sinal e sua resolução, enquanto para a HM iremos monitorar a eficiência de geração de calor para distinguir as melhores NPs teranósticas. Nanoestruturas SC, CS e MC serão investigadas visando entender como a transição superparamagnética-bloqueada coletivo afeta a aplicação dual. SC será avaliado com diferentes tipos de ferritas, CS consistirá na melhor ferrita recoberta com sílica com diferentes espessuras, e MC avaliará como a agregação de NPs afeta as propriedades para HM/MPI. (Responsável: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis)
  
  
• Título: Engenharia Biofísica de Nanopartículas Lipídicas para a Medicina de Precisão
  Resumo: A pesquisa concentra-se no desenho, desenvolvimento e caracterização biofísica de sistemas nanoestruturados baseados em lipídios, direcionados a aplicações em drug delivery, diagnóstico por imagem e terapias avançadas. O foco está em elucidar como a organização da membrana e as modificações de superfície modulam propriedades críticas, tais como estabilidade coloidal, seletividade de interação e mecanismos de internalização celular e/ou evasão do sistema imunitário, influenciando diretamente a interação das nanopartículas com barreiras biológicas, o microambiente tumoral e a resposta imune. A investigação emprega técnicas biofísicas de alta resolução, incluindo ressonância de spin eletrônico (ESR) com spin labels, calorimetria de titulação isotérmica (ITC), calorimetria diferencial de varredura (DSC), espectroscopia de fluorescência, espalhamento dinâmico de luz (DLS), análise de nanopartículas por rastreamento (NTA), cromatrogafria de alta resolução (HPLC), microscopia eletrônica, entre outras. Esses métodos permitem correlacionar parâmetros biofísicos com o desempenho funcional das nanopartículas, fornecendo insights mecanísticos essenciais para o projeto racional de nanocarreadores. Os desdobramentos específicos abrangem desde a hibridização de lipossomas com fragmentos de membranas celulares, com o objetivo de modular seletividade, evasão do sistema imunitário e captação celular, até o desenvolvimento de nanopartículas fototérmicas e nanotermômetros lipídicos para monitoramento in situ de processos fisiológicos. Complementarmente, são investigados mecanismos de ação de sistemas lipossomais contendo agentes bioativos, como anfotericina B e miltefosina, em modelos celulares e parasitários, visando novas abordagens terapêuticas para o câncer e doenças negligenciadas, como a leishmaniose. (Responsável: Prof. Dr. Sebastião Antônio Mendanha Neto)
  
  
• Título: Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE ou EPR)
  Resumo: Nós utilizamos a espectroscopia de EPR para estudar as interações de novos fármacos, ou protótipos de fármacos, com células e tecidos biológicos. Essa espectroscopia faz uso de uma molécula marcada contendo um fragmento paramagnético que dá o sinal de EPR. Essa molécula marcada é chamada de marcador de spin, ou spin label. A técnica, então, consiste em colocar a molécula marcada no sistema biológico que se quer estudar, e essa molécula vai gerar informações sobre o meio em que se encontra através do sinal de EPR. Uma das nossas principais linhas de pesquisa é a busca de novos fármacos para combate da leishmaniose. Muitos compostos leishmanicidas são hidrofóbicos e ativos na membrana do parasita, principalmente porque a membrana celular é o primeiro alvo de ataque. Para analisar a membrana do parasita, nós colocamos na membrana um ácido esteárico marcado com um radical nitróxido. Desse modo, estudamos a miltefosina, que é um fármaco já aprovado internacionalmente para o tratamento. Conhecer os mecanismos de ação desses fármacos é importante para encontrar análogos mais potentes e com menos efeitos colaterais. A técnica mostrou que a miltefosina ataca as proteínas de membrana, aumentando a dinâmica molecular. Esse tipo de alteração pode levar ao vazamento de eletrólitos, e isso pode resultar na morte do parasita. Outra estratégia é usar compostos formadores de espécies reativas do oxigênio molecular (ROS). Os compostos formadores de ROS entram na célula e oxidam a membrana do parasita. Esse processo de lipoperoxidação leva à formação cross-linking entre lipídios e entre as proteínas de membrana, tornando a membrana mais rígida. A técnica de EPR detecta essa rigidez de membrana, permitindo monitorar os efeitos. Essa busca por novos fármacos também se aplica a outros parasitas, fungos, bactérias e, até mesmo, ao câncer. Em outra linha de pesquisa, nós aplicamos a técnica de EPR para analisar a interação de compostos com o stratum corneum, a camada mais externa da pele. O stratum corneum é formado por corneócitos, que são células anabolicamente mortas, e, entre um corneócito e outro, existem membranas intercelulares que representam a principal barreira de permeabilidade na pele. Existem facilitadores de permeação na pele que são compostos que aumentam a fluidez das membranas intercelulares, e a técnica de EPR detecta esse efeito. Por exemplo, se a pessoa tem uma micose na pele, ao tratar com um antimicótico, ela pode não obter resultado, pois, muitas vezes, é necessária a presença de um facilitador da permeação para ajudar o antimicótico a permear a pele e chegar ao local onde está o microorganismo. Há grupos de pesquisa na Faculdade de Farmácia (FF) que desenvolvem nanopartículas lipídicas com o fim de veicular fármaco através da pele. Nós já publicamos vários artigos em colaboração com esses grupos de pesquisa, pois a espectroscopia de EPR permite estudar não só as interações do fármaco com a nanopartícula lipídica, mas também as interações da nanopartícula com a pele. Essa espectroscopia também pode fazer o uso de spin trap, uma molécula que não possui sinal de EPR, mas, quando forma um complexo com alguma espécie reativa do meio, torna-se paramagnética, dando um espectro de EPR que geralmente permite identificar o radical livre formado. Essa metodologia tem sido usada em nosso grupo de pesquisa para estudar os fotossensibilizadores para uso em terapia fotodinâmica (PDT). Ela pode quantificar a formação de oxigênio singleto, ânion superóxido ou de radical hidroxila. Veja mais informações sobre o Laboratório de Biofísica clicando AQUI. (Responsável: Prof. Dr. Antônio Alonso)
  
  
• Título: Espectroscopia de Fluorescência
  Resumo: A espectroscopia de fluorescência é, há décadas, a principal ferramenta experimental no estudo de sistemas biofísicos e bioquímicos. Em nossos estudos, complementada pela espectroscopia de absorção óptica, fornece resultados acerca da dinâmica de pequenas moléculas interagindo com modelos de membrana biológica, tais como micelas e vesículas fosfolipídicas (lipossomas). As pequenas moléculas podem ser aminoácidos, bases nitrogenadas, potenciais fármacos, sondas fluorescentes e moléculas com ação no sistema nervoso central. Alguns projetos têm como objetivo caracterizar pequenas moléculas fluorescentes para que possam atuar como sondas quando inseridas em macromoléculas que não possuam fluorescência intrínseca. Já outras linhas de estudo monitoram os efeitos causados em membranas-modelo pela presença de moléculas com ação psicotrópica em humanos (derivados da triptamina), ou de moléculas com ação antifúngica, anticancerígena etc (moléculas pertencentes à classe das tiossemicarbazonas). Experimentos utilizando anisotropia de fluorescência dão informações sobre a mobilidade do ambiente ao redor da molécula fluorescente. Nesse âmbito, é estudado o comportamento de fase de bicamadas fosfolipídicas do tipo LUV na ausência e na presença de pequenas moléculas de interesse biológico. O monitoramento da formação de micelas em meio aquoso também se dá através da anisotropia de fluorescência. Outra metodologia utilizada é a transferência de energia por ressonância (FRET), onde é possível determinar a distância entre duas moléculas (doador e aceitador) num determinado sistema. Trabalhos utilizando essa ferramenta têm sido publicados pelo grupo, fornecendo informações sobre localização e distribuição de moléculas em bicamadas lipídicas. (Responsável: Prof. Dr. Antônio Alonso)
  

Discentes Atuais

• Ana Clara Schaitl Thon (mestrado) - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• Gilberto Jonas Damião (mestrado) - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• João Victor Ribeiro Rocha (doutorado) - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• Bruno Francisco Xavier (mestrado) - orientador: Prof. Dr. Sebastião Antônio Mendanha Neto
• Lucas Ribeiro de Sousa (doutorado) - orientador: Prof. Dr. Sebastião Antônio Mendanha Neto
• Maikon Bruno Alves Campos (doutorado) - orientador: Prof. Dr. Sebastião Antônio Mendanha Neto
• Éder Jéferson Souza Cardoso (doutorado) - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso

Egressos

- Mestrado

• 2000 - Judes Gonçalves dos Santos - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2001 - Sérgio Jacintho Leonor - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2001 - Wilmar Pereira dos Santos - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2002 - Junaine Vasques da Silva - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2003 - Sheila Gonçalves do Couto - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2005 - Wellington Pereira de Queiroz - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2008 - Jorge Luiz Vieira dos Anjos - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2008 - Nélio Martins da Silva Azevedo Sasaki - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2009 - Heverton Silva de Camargos - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2010 - Anderson Costa da Silva - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2010 - José Carlos Campello Lopes Júnior - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2010 - Luís César Branquinho - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2010 - Sebastião Antônio Mendanha Neto - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2011 - Harley Fernandes Rodrigues - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2011 - Marcus Carrião dos Santos - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2011 - Adolfo Henrique de Moraes Silva - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2011 - Kelly de Souza Fernandes - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2011 - Luciano Calaça Alves - orientadora: Profa. Dra. Cássia Alessandra Marquezin
• 2012 - Laylla Silva Ramalho - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2012 - Nicholas Zufelato - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2015 - Aílton Antônio de Sousa Júnior - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2017 - Marcus Vinícius Araújo - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2021 - Edynara Cruz de Moraes - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2022 - Lucas Ribeiro de Sousa - orientador: Prof. Dr. Sebastião Antônio Mendanha Neto
• 2023 - Éder Jéferson Souza Cardoso - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2024 - Alexandre Augusto Muniz Garcia - orientadora: Profa. Dra. Cássia Alessandra Marquezin
• 2024 - Samuel de Melo Castro - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis

- Doutorado

• 2012 - Jorge Luiz Vieira dos Anjos - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2012 - Ediron Lima Verde - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2013 - Heverton Silva de Camargos - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2014 - Luís César Branquinho - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2014 - Rodrigo Alves Moreira - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2014 - Sebastião Antônio Mendanha Neto - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2015 - Anderson Costa da Silva - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2016 - Kelly de Souza Fernandes - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2016 - Marcus Carrião dos Santos - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2017 - Harley Fernandes Rodrigues - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2018 - Gustavo Capistrano Pinto Leite - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2018 - Nícholas Zufelato - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2018 - Víctor Raúl Romero Aquino - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2020 - Aílton Antônio de Sousa Júnior - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2022 - Gustavo Almeida e Silva - orientadora: Profa. Dra. Cássia Alessandra Marquezin
• 2022 - Marcus Vinícius Araújo - orientador: Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
• 2024 - Jean Carlo de Sousa e Silva - orientador: Prof. Dr. Antônio Alonso
• 2024 - Luciano Vaz de Sá - orientador: Prof. Dr. Sebastião Antônio Mendanha Neto

Seção atualizada em 06/93/2026, por Guilherme Colherinhas.