A Nanotecnologia ao serviço da Regeneração de Tecidos

Ana Paula Pêgo

Laboratório Associado IBMC-INEB

Instituto de Engenharia Biomédica (INEB)

NEWTherapies Group - Biomaterials Division

apego@ineb.up.pt

Encontro Ciência em Portugal – Ciência 2008, 2- 4 de Julho, 2008

Engenharia de tecidos

Estrutura de suporte cultivada com células ou incubada em factores de crescimento

O material é lentamente infiltrado pelo novo osso

O tecido acaba por regenerar, corrigindo o defeito

Estímulos mecânicosFactores de crescimentoNutrientes

Novo osso cresce para preencher um espaço entre dois segmentos ósseos!

Mooney & Mikos. Sci Am, 1999

Nanotecnologia? Porquê?

12.742.000 m 0.13 x 109 m

0,000000002 m 2 x 10-9 m

Biomimetismo10-4

Cabelo

10-6

Bactéria

10-7

Vírus

10-8

ADN

10-10

nano abacus

10-5

glóbulos

vermelhos

10-9

proteínas, etc

Amaral, I. et al. 2008

Sistemas injectáveis para a regeneração óssea

Polímero

Célula

Matriz extracelular

Alginato

Rowley et al, Biomaterials (1999)

http://www.steve.gb.com/science/extracellular_matrix.html

Actividade metabólica e organização do citoesqueleto

Dia 8

Dia 28

Alginato-RGD Alginato

Evangelista, M. et al, Biomaterials (2007)

Elevada actividade

metabólica

MTT coloração

células MC3T3

CLSM

Faloidina (F-actina)

Iodeto de propídeo (DNA)

Neuropatias periféricas

• Problemas associados a nervos do sistema periférico.

• Causas:• Diabetes• HIV• Alcolismo • Lesões físicas ou químicas• Fracturas ósseas• Tumores• … entre outras

Terapia genética e regeneração nervosa

Endocitose específica

Transporte retrogado

Entrada nuclear

Produção de factores

neurotróficos

Sobrevivência celular

Escape do endosoma

ADN

Terapia genética e regeneração nervosa

Endocitose específica

Transporte retrogado

Entrada nuclear

Produção de factores

neurotróficos

Sobrevivência celular

Escape do endosoma

ADN

Nanopartículacom ligandos

A estratégia

Pêgo AP et al. 2008

24 h

3

1

2

2

2

1- membrana celular

2- dentro do citoplasma

3- dentro do núcleo

Vermelho – CHimi-ROX

Rosa – ADN-Cy5

Azul – DAPI

Verde – F-Actina

Pires, L. et al. 2008

Tet toxin fragment – 5kDa PEGTet toxin fragment – 5kDa PEG

+

Complexo ternárioComplexo ternário

MAL

-

--

-

-

-

ADNADN

PoliplexoPoliplexo

+-

--

-

-

-SH

Endocitose específica

Transporte ao longo do neurónio

Fuga do endossoma

Complexos ADN-Quitosano

Oliveira, H. et al. 2008

SH

SH+

+

++

SH

SH

SH

+ +

++

SH

Sobrevivência celular

+

+

++

SH

SH

SH

+ +

++

SH

QuitosanoQuitosano

Especificidade e transfecção

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1.25 2.5 5 7.5 10ug HC/well

% Y

OY

O p

osit

ive c

ells

ND7

NIH 3T3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1.25 2.5 5 7.5

ug HC /well

% G

FP

po

siti

ve c

ells

ND7

NIH 3T3

Quantidade de ligando

% d

e c

élu

las

tra

ns

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ad

as

% d

e p

olip

lexo

s

72 h

Obrigada!

www.ineb.up.pt