Desenvolvimento de nanoestruturas para aplicações biotecnológicas em diagnóstico microbiológico e engenharia de tecidos

Abstract

Dentre as principais aplicações da bionanotecnologia, podemos citar a criação de sistemas de liberação controlada de fármacos, sistemas de detecção de biomarcadores, nanossensores, biochips e o uso na restauração de tecidos e órgãos em engenharia de tecidos. Neste sentido, o presente trabalho traz o desenvolvimento de nanoestruturas para uso como biossensores e aplicação na engenharia de tecidos. O primeiro sistema refere-se a nanofibras compostas por polímeros de PVA/lectinas e PVA/quitosana/lectinas produzidos pela técnica de eletrofiação. Foram utilizadas as lectinas Concanavalina A e Aglutinina de germém de trigo (WGA), proteínas de origem não-imune que se ligam a carboidratos de superfície celular e promovem adesão e diferenciação celular. As fibras poliméricas foram investigadas quanto a capacidade de aderência e comportamento proliferativo de células-tronco mesenquimais (CTMs) isoladas de cordão umbilical humano. Sua aplicabilidade foi avaliada através da resposta dielétrica pela técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) antes e após serem submetidas a cultura celular, em diferentes períodos de tempo. Além disso, foi explorada as propriedades morfológicas das fibras por microscopia de força atômica (AFM) e realizado o teste de citotoxicidade por MTT. Como resultados, as nanofibras promoveram a adesão e proliferação das CTMs adicionadas, assim como, não houve morte celular significativa. O segundo sistema refere-se ao desenvolvimento de um biodispositivo que pretende auxiliar no diagnóstico de Candidemias. Foi desenvolvida uma plataforma biossensora nanoestruturada baseada em uma monocamada automontada de poli (ácido tiofeno acético) (PTAA), nanopartículas de TiO2 aminadas e o peptídeo Clavanina-MO que detecta e diferencia Candida spp patogênica. Alguns peptídeos antimicrobianos (PAMs) demonstram eficiência no reconhecimento de grupos negativos da membrana celular de microrganismos, sendo assim explorados para o desenvolvimento de biossensores. A Clavanina-MO é um PAM sintético obtido a partir da inserção dos resíduos de aminoácidos FLPII na extremidade N-terminal da Clavanina A, peptídeo natural obtido do tunicado Styela clava. Como resultados, o filme de PTAA foi formado na superfície do eletrodo através da técnica de Voltametria cíclica, aumentando a condutividade do sistema. As nanopartículas de dióxido de titânio aminadas aumentaram a área superficial e melhoraram a transferência de elétrons. A análise topográfica do biossensor, feita por AFM, revelou modificações significativas na altura e rugosidade na superfície do sensor, indicando o reconhecimento seletivo. A técnica de EIE evidenciou uma crescente resistência à transferência de carga em cada concentração. O biossensor foi capaz de reconhecer e diferenciar C. albicans, C. tropicalis, C. glabrata e C. krusei, apresentando um limite de detecção de 101 CFC/mL. Portanto, o presente estudo representa potencial contribuição tanto para o campo dos biossensores como da engenharia de tecidos.