LINHAS DE PESQUISA
Terapia Fotodinâmica
A Terapia Fotodinâmica (TFD) é modalidade terapêutica minimamente invasiva utilizada no tratamento de várias doenças que tem como característica comum um crescimento anormal de tecidos, tais como câncer e infecções bacterianas. Suas principais vantagens comparada com tratamentos convencionais são: (i) repetição sem resistência aos medicamentos, (ii) promover a destruição seletiva do tecido e (iii) não apresenta danos extensos ao tecidos normais circundantes.
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A TFD é baseada na foto-oxidação de biomoléculas promovida por um composto fotossensível (PS), ativado por Luz em comprimentos de onda compatíveis com sua absorção. Ao absorver fótons de Luz, o PS adquire energia e vai para um estado de maior energia (PS*), que é mais facilmente oxidado e reduzido. A partir do estado excitado, o 3PS* pode transferir energia ou elétrons para substratos, danificando alvos biológicos como membranas, proteínas e DNA; devido à geração de espécies fotorreativas (fotoatividade). Tais danos causados em biomoléculas, causam perda de função e desestabiliza a homeostase celular, podendo resultar em morte das células.
Fonte: Tsubone, T.M. et al. Archives of Biochemistry and Biophysics, 2020.
Os fármacos fotoativos (FS) são a parte essencial da TFD para aplicação clínica e pesquisa experimental, e embora alguns FSs já tenham sido testados e aprovados por agências reguladoras (FDA) para o tratamento de doenças oncológicas e não oncológicas, nenhum deles apresenta todas as características de um FS ideal.
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Por isso, nosso laboratório busca estudar novos fármacos fotossensíveis, e compreender os mecanismos envolvidos durante e após a fotossensibilização, com a finalidade de possibilitar procedimentos mais convenientes e menos efeitos colaterais adversos para pacientes.
Sistemas micro e nanoestruturados para liberação controlada de FS
Embora o sistema de elétrons π aromático estendido e deslocado dos fotossensibilizadores (FS) permita absorção de luz eficiente, o mesmo sistema de elétrons π pode favorecer o empilhamento π-π e as interações hidrofóbicas, formando, portanto, agregados em meio aquoso.
Por isso, a aplicação de micro e nanocarreadores para liberação controlada de FS tem sido extensivamente explorado nos anos recentes. Tais esforços têm sido conduzidos em grande extensão pela necessidade de reduzir os efeitos colaterais de fármacos via direcionamento específico do tecido. Além do direcionamento para o alvo desejado, o encapsulamento de FS em micro e nanopartículas também pode fornecer proteção contra a degradação prematura e permitir a entrega eficiente de substâncias com pobre solubilidade ou permeabilidade em membranas.
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Uma maneira de melhorar a biocompatibilidade e dispersar de forma adequada compostos lipofílicos insolúveis em água é a micro e/ou nanoencapsulação como resultado de estruturas do tipo core-shell. De forma que o interior apresente característica hidrofóbica que permite a solubilização de compostos apolares, enquanto o lado externo deve ser hidrofílico tornando-os dispersíveis em meio aquoso.
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Nosso grupo busca desenvolver e avaliar sistemas carreadores de FS, que sejam biocompatíveis, estáveis, e com bom custo-benefício, com o intuito de produzir formulados capazes de melhorar a eficácia terapêutica.
Fonte: Tsubone, T. M. et al. Molecular Pharmaceutics, v. 17, p. 2911-2924, 2020.
Membranas biológicas como alvos dos FS
Membranas biológicas exibem um papel importante nos organismos, tecidos, células e organelas, e estão envolvidas em várias funções e processos celulares, tais como proteção celular, sinalização e comunicação entre as células e com os ambientes externos. As membranas biológicas são compostas por uma bicamada lipídica associada a proteínas.
Uma vez que a interação inicial de fotossensibilizadores com as células ocorre através da interação inicial com a membrana, esta tem papel fundamental na difusão e internalização de FS em células. Na Terapia Fotodinâmica (TFD), o fato de que a interação da membrana com o fotossensibilizador (FS) é crucial para definir a extensão do dano foto-induzido e a eficiência de morte celular tem sido relatado por vários pesquisadores.
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Por isso, nosso grupo de pesquisa tem como objetivo desvendar os efeitos da fotossensibilização em membranas, bem como compreender a interação de FS-membrana.
Fonte: Tsubone, T. M. et al. Biophysical Chemistry, 254, 106263, 2019.