NanoTeranóstica

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.

Responsáveis:

Prof. Dr. Andris Figueiroa Bakuzis
Prof. Dr. Sebastião Antônio Mendanha Neto

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: 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: 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: Sebastião Antônio Mendanha Neto)

Equipe:

  • Em Construção

Egressos:

  • Em Construção

 

 

(Atualizado: 29/09/2025)

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