Leandro Ramos Souza Barbosa.

O objetivo central do projeto consiste em realizar uma análise estrutural detalhada dos cubossomos ao longo do precesso de encapsulação de fármacos e uma investigação aprofundada do desempenho desses sistemas para tratamento de diferentes tipos de câncer (mama, pulmão, colorretal e próstata), valendo-se da utilização da radiação síncrotron no laboratório Sirius e do uso de técnicas convencionais. Para atingir tal objetivo, inicialmente serão investigados diferentes fármacos em solução (doxorrubicina, cisplatina, fluoracil, paclitaxel, regorafenib, curcumina dentre outros) para cada tipo de câncer, visando a seleção dos melhores fármacos na sua forma livre. Esses serão então encapsulados por cubossomos fluorescentes gerando sistemas cubossomo/fármaco (C/F), cuja análise estrutural será realizada ao longo do tempo por meio da técnica de TR-SAXS (linha Sapucaia do Sirius, CNPEM). Em seguida, a eficácia de cada sistema C/F frente às diferentes linhagens tumorais será analisada através de ensaios de citoxicidade. Experimentos para avaliação dos mecanismos de internalização dos cubossomos, de sua citolocalização e de possíveis alterações no número de colônias celulares, na expressão gênica e no potencial migratório e invasivo das linhagens celulares também serão realizados. Ressalta-se que a citolocalização dos cubossomos será verificada por meio da técnica de PCDI (linha Cateretê, Sirius, CNPEM). Por fim, os sistemas C/F que se mostrarem mais eficientes serão analisados de forma mais aprofundada em relação a três parâmetros, (i) estabilidade coloidal em meio complexo (meio de cultura celular com proteínas e plasma humano), (ii) interação com as proteínas presentes em tais meios e (iii) capacidade hemolítica. Esses últimos estudos serão realizados com enfoque em administração via intravenosa.

Uma área de pesquisa que vem ganhando muita atenção nos últimos anos é a nanomedicina, com especial atenção para os sistemas com entrega controlada de fármacos, ou drug delivery systems. Dentre as diversas nanopartículas utilizadas para este fim, destacam-se os sistemas formados por lipídeos e polímeros, como por exemplo os lipossomos e os cubossomos. Neste projeto de pesquisa estudaremos a influência estrutural de fármacos e macromoléculas em cubossomos formados por monoleína e fitantriol juntamente com polímeros iônicos e não-iônicos, bem como seus efeitos parasitotóxicos em estudos in vivo. Para tanto, utilizaremos fármacos como a Miltefosina, a Cinarizina, e também a utilização de macromoléculas como proteínas modelo, que é o caso da lisozima e também de ácidos nucleicos como RNA e DNA. Este projeto contará com a colaboração de alguns outros pesquisadores que nos auxiliarão nas atividades e medidas em células dos cubossomos e também em testes de citotoxicidade.

Interações proteína-membrana estão envolvidas em diversos processos biológicos, como transdução de sinal e tráfegocelular, e entre as proteínas envolvidas nesse tipo de interação estão as chaperonas moleculares, que atuamprincipalmente na manutenção da proteostase celular. As chaperonas estão associadas a patologias como doençasneurodegenerativas e a alguns tipos de câncer, e nos últimos anos a interação dessas moléculas com membranas vemsendo mais investigada. Uma das principais famílias de chaperonas é a das Hsp70, que está envolvida não apenas emquestões relacionadas ao enovelamento de proteínas, mas também em sinalização e transporte pela membrana. Foirecentemente demonstrado que as Hsp70s humanas dependem da co-chaperona Hsp70-escort protein 1 (hHep1) paradesempenhar seu papel biológico, e esta também interage com as membranas. Nosso principal objetivo é estudarinterações proteína-membrana com hHep1 em nível estrutural. Estudar essas interações pode ajudar a entender umafunção ainda secundária das chaperonas relacionada ao transporte e manutenção da integridade da membrana, que podeestar associada a patologias conhecidas associadas a essas proteínas. Há evidências recentes de que hHep1 interagecom lipossomos carregados, interagindo também com membranas de composições que simulam a membrana mitocondrial. Noentanto, a base de tal interação e informações estruturais sobre o complexo ainda são desconhecidas. Propomosestudar sistemas como lipossomos com lisozima, uma proteína modelo para o estudo desses sistemas, e hHep1, nossoprincipal objeto, por meio do Espalhamento de Raios X a Baixos ngulos Resolvido no Tempo (TR-SAXS), que trazinformações sobre a estrutura desses complexos proteína-membrana no início de sua formação. Esperamos que osexperimentos com TR-SAXS possam esclarecer a inserção de proteínas na bicamada e seus efeitos na membrana, ajudando-nos a entender como o sistema chaperona interage com membranas

projeto USP/Pasteur/Fiocruz.

projeto USP/Pasteur/Fiocruz.

projeto USP/Pasteur/Fiocruz.

Em especial, nos dedicamos aos cubossomos que são partículas nanoestruturadas compostas por uma combinação específica de alguns tipos de lipídios anfifílicos, como o fitantriol, e de um polímero não-iônico utilizado como estabilizador da fase cúbica. Os cubossomos apresentam alta área hidrofóbica e grande potencial para sistemas drug delivery. Devido a sua estrutura única, essas nanopartículas possuem a capacidade de incorporar drogas altamente hidrofóbicas.

Projeto temático: FAPESP: 2017/26131-5Um dos desafios mais interessantes em ciência é compreender a relação estrutura/função de proteínas pois estas estão envolvidas em praticamente todas as funções fisiológicas celulares. Ou seja, este conhecimento pode ter diversas aplicações, inclusive na produção de proteínas com funções específicas e aplicações biotecnológicas definidas. Como a perda da estrutura leva também à perda de função do polipeptídeo e a um alto grau de dano celular, há também interesse medicinal neste conhecimento pois o mesmo pode gerar estratégias para intervenções terapêuticas com amplas aplicações, como envelhecimento, situações de estresse ou doenças neudegenereativas e tumorais. Os grupos de pesquisa reunidos por esta proposta possuem elevado interesse na compreensão do enovelamento proteico e da relação estrutura /função de proteínas. Esta proposta de pesquisa tem foco no estudo do chaperoma, uma rede celular voltada para a manutenção da homeostase auxiliando o enovelamento de diversas proteínas, impedindo o desenovelamento em situações de estresse e promovendo a recuperação e degradação de agregados proteicos. Compreensivelmente, os componentes do chaperoma estão envolvidos em grande número de funções complementares, sendo entre as mais importantes a manutenção da proteostase em situações de estresse, sinalização, estabilização de fenótipo, biogênese da mitocôndria, imunidade, recuperação de agregados amiloidogênicos, etc. O estudo aqui proposto prevê a produção e caracterização de componentes do chaperoma e a investigação da interação entre eles e com proteínas clientes. A proposta se divide entre objetivos desafiadores mas com alto potencial de serem alcançados e objetivos considerados de alto risco/alto ganho (high risk/high gain) que possibilitarão avançarmos sobremaneira a fronteira do conhecimento na área. Resultados prévios nos mostraram que organismos diferentes possuem certas particularidades na relação estrutura/função dos componentes do chaperoma (por exemplo, o número e diversidade de co-chaperonas aumenta com a complexidade do organismo), mostrando ser crucial estudar o sistema de diversas espécies para obter informação mais detalhada sobre o funcionamento do chaperoma. O mesmo raciocínio pode ser extrapolado para organelas pois cada uma possui conjunto próprio de chaperonas/Hsps. Portanto, escolhemos alvos de alta relevância para a ciência global e com alto potencial de aplicações no nosso país: ser humano, cana de açúcar, Aedes aegypti, Leishmania sp, Plasmodium falciparum e levedura; citoplasmáticas e de mitocôndria. Pelos objetivos aqui propostos este projeto tem grande potencial de gerar conhecimento relevante tanto na área médica, podendo gerar estratégias voltadas à intervenção terapêutica, quanto biotecnológicas, podendo gerar processos de inovação principalmente em plantas e microrganismos com poder de produção de insumos biotecnológicos.

Oxidação Lipidica em Biofísica de Membranas e Celular: de nanosensores funcionais ao impacto sobre a formação de amiloides. Aplicação de tecnicas avançadas de fluorescência, espalhamento de RX e microscopias.

Descrição: projeto de colaboração internacional FAPESP-Conicet IFUSP e Universidade de Tucuman, com titulo: Towards understanding the role of oxidized lipid membrane on amyloidogenic diseases: biophysical and structural characterization of membrane-induced gapdh protoribrils.

Caracterização de biosurfactantes produzidos por actinobactérias e sua aplicação em tecnologias de remediação ambiental.

Alquilfosfocolinas (APCs) correspondem a uma classe promissora de antitumorais por atuarem na membrana celular e na inibição de proteínas quinases. O protótipo da classe corresponde à miltefosina, aprovada clinicamente para metástases cutâneas de câncer de mama. No entanto, este fármaco apresenta toxicidade gastrointestinal e ação hemolítica. Neste projeto pretende-se sintetizar novos análogos homocolínicos da miltefosina, determinar a atividade hemolítica e investigar o potencial antitumoral das moléculas sintetizadas. Paralelamente à síntese dos análogos planejados, pretendemos estudar a encapsulação de alquilfosfocolinas em micelas poliméricas, visando melhorar as propriedades farmacocinéticas e farmacodinâmicas e, principalmente, diminuição da toxicidade gastrointestinal e efeito hemolítico..

A utilização da nanotecnologia no contexto da biotecnologia vem crescendo vertiginosamente. A nanoencapsulação de biomoléculas em veículos poliméricos pode melhorar as propriedades farmacocinéticas e farmacodinâmicas, fornecendo algumas vantagens como: aumento da meia-vida plasmática do biofármaco nanoencapsulado; liberação sítio-específica; liberação controlada, diminuição de potencial imunogênico, entre outras.Neste projeto pretende-se estudar o desenvolvimento nanotecnológico da enzima L-asparaginase (ASPase), um importante biofármaco, oriundo de micro-organismos geneticamente modificados, que tem sido utilizado como agente terapêutico no tratamento efetivo de leucemia linfóide aguda (LLA). Será estudada a encapsulação da enzima em polimerossomos, nanovesículas obtidas a partir de copolímeros sintéticos..

Fotosensibilizacao em Ciencias da Vida.

a Hsp70 mitocondrial (mtHsp70) está envolvida com a importação de proteínas mitocondriais produzidas no citoplasma e com o posterior enovelamento destas proteínas importadas. Portanto, a mtHsp70 é essencial para a biogênese mitocondrial. Em mamíferos, a mtHsp70 recebe o nome de mortalina devido ao seu envolvimento em processos de apoptose e senescência. Existe um grande interesse no estudo da mortalina uma vez que ela está superexpressa em células tumorais, sendo alvo para inibição farmacológica, além de participar da manutenção de várias doenças causadas pelo envelhecimento, como mal de Parkinson e Alzheimer. Por estes motivos o estudo das características funcionais e estruturais das mtHsp70, além da interação com outras chaperonas moleculares, pode ser uma alternativa para o melhor entendimento de seu envolvimento nessas doenças e também para uma melhor compreensão da maquinaria bioquímica onde esta proteína esta inserida. Apesar de ser conhecida há bastante tempo, a mortalina humana não pode ser obtida por técnicas de expressão heteróloga devido a um processo de autoagregação que resulta na sua produção heteróloga de forma insolúvel e/ou agregada. Recentemente, foi descrita uma nova co-chaperona das mtHsp70 que atua auxiliando o seu enovelamento correto. Esta proteína mitocondrial é denominada de Hep1 (Hsp70-escort protein 1) e permite a obtenção das mtHsp70 de forma solúvel. Um dos objetivos deste projeto está a coexpressão da mortalina e Hep1 humana (hHep1) de forma a permitir a produção da mortalina solúvel, bem como a caracterização estrutural da mortalina e seu complexo com a hHep1. Também são objetivos deste projeto a caracterização da ortóloga Hep1 de Leishmania braziliensis (LbHep1) que mostrou atividade em manter a mortalina humana e de mtHsp70 de L. braziliensis (LbmtHsp70) nas suas formas solúveis. A partir deste estudo, é esperado (1) compreender o mecanismo funcional da Hep1 na interação com a mortalina e inferir outras possíveis funções para esta proteína. Com a obtenção da mortalina de forma solúvel, também é esperado (2) obter informações funcionais e estruturais desta proteína que permitam compará-la à Hsp70 citoplasmática de humanos. Também é esperado (3) caracterizar a interação da mortalina com os seus fatores de troca de nucleotídeos de origem mitocondrial, as hGrpE#1 e hGrpe#2. Na vertente em protozoários, (4) objetiva-se estudar em mais detalhes o mecanismo de interação da LbHep1 com a LbmtHsp70, assim como (5) o funcionamento da LbmtHsp70 comparando-a à mortalina humana..

Nesse projeto de pesquisa, estudaremos as características estruturais e espectroscópicas
de proteínas em solução quando em condições de fibrilação. É importante mencionar que
inúmeras doenças neuro-degenerativas estão associadas à formação das fibras amilóides. A fim de se obter maiores informações acerca deste sistema, utilizaremos duas conhecidas proteínas-modelo: a Lisozima e a Albumina de Soro Bovino. Neste contexto, o estudo dos potenciais de interação, tanto do ponto de vista teórico, quanto experimental, pode ser um caminho para o entendimento de tal processo. Acreditamos que este trabalho poderá fornecer maiores informações acerca da formação das protofibrilas em especial no potencial atrativo que causa tal agregação.

projeto binacional Brasil-Cuba

Projeto de colaboração USP-Instituto Charles Sadron, grupo de Membranas, Strasbourg,