Synthesis, characterization, and biological evaluation of gold nanoparticles toward glioblastoma therapy

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Klippel, Theylor Schumacher
Orientador(a): Grande, Pedro Luis
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Feixes de íons
Nanopartículas de ouro
Glioblastoma
Palavras-chave em Inglês:
Ion beam analysis
MEIS
Micro-PIXE
Gold nanoparticles
Glioblastoma
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/303908
Resumo: Glioblastoma multiforme (GBM) é um dos tumores cerebrais mais agressivos e de difícil tratamento, devido principalmente à baixa eficiência de penetração de fármacos através da barreira hematoencefálica. Nesse contexto, nanopartículas metálicas surgem como uma plataforma promissora para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas mais eficazes. Este trabalho apresenta uma investigação sistemática sobre a síntese, caracterização e comportamento biológico de nanopartículas de ouro, com foco no impacto da funcionalização superficial. Foram utilizados dois métodos de síntese e desenvolvido um protocolo de deposição em monocamada para análise por MEIS, permitindo caracterizações precisas e reprodutíveis. Em seguida, foram avaliadas diferentes moléculas de funcionalização, silsesquioxano (SSQ), quitosana, PVP, citrato de sódio e dextrana, que apresentaram comportamentos distintos em termos de estabilidade coloidal, carga superficial e eficiência de internalização celular. Os ensaios de internalização foram realizados em linhagens de glioblastoma U87 e A172, combinando micro-PIXE e micro-RBS para obter informações quantitativas e em profundidade. A funcionalização com dextrana apresentou o desempenho mais equilibrado, com alta estabilidade, excelente biocompatibilidade e internalização eficiente. Simulações com SIMNRA permitiram estimar a profundidade das nanopartículas internalizadas e confirmar sua localização intracelular heterogênea.
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spelling Klippel, Theylor SchumacherGrande, Pedro LuisDias, Johnny Ferraz2026-04-27T07:53:22Z2025http://hdl.handle.net/10183/303908001304414Glioblastoma multiforme (GBM) é um dos tumores cerebrais mais agressivos e de difícil tratamento, devido principalmente à baixa eficiência de penetração de fármacos através da barreira hematoencefálica. Nesse contexto, nanopartículas metálicas surgem como uma plataforma promissora para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas mais eficazes. Este trabalho apresenta uma investigação sistemática sobre a síntese, caracterização e comportamento biológico de nanopartículas de ouro, com foco no impacto da funcionalização superficial. Foram utilizados dois métodos de síntese e desenvolvido um protocolo de deposição em monocamada para análise por MEIS, permitindo caracterizações precisas e reprodutíveis. Em seguida, foram avaliadas diferentes moléculas de funcionalização, silsesquioxano (SSQ), quitosana, PVP, citrato de sódio e dextrana, que apresentaram comportamentos distintos em termos de estabilidade coloidal, carga superficial e eficiência de internalização celular. Os ensaios de internalização foram realizados em linhagens de glioblastoma U87 e A172, combinando micro-PIXE e micro-RBS para obter informações quantitativas e em profundidade. A funcionalização com dextrana apresentou o desempenho mais equilibrado, com alta estabilidade, excelente biocompatibilidade e internalização eficiente. Simulações com SIMNRA permitiram estimar a profundidade das nanopartículas internalizadas e confirmar sua localização intracelular heterogênea.Glioblastoma multiforme (GBM) is one of the most aggressive and treatment-resistant brain tumors, largely due to the limited penetration of therapeutic agents through the blood–brain barrier. In this context, metallic nanoparticles have emerged as a promising platform to enhance drug delivery strategies. This work presents a systematic investigation into the synthesis, characterization, and biological behavior of gold nanoparticles, with a particular focus on the role of surface functionalization. Two synthesis routes were used and a monolayer deposition protocol for MEIS analysis were developed, enabling precise and reproducible characterization of nanoparticle physicochemical properties. Subsequently, different surface coatings, silsesquioxane (SSQ), chitosan, PVP, sodium citrate, and dextran, were evaluated, revealing distinct behaviors in terms of colloidal stability, surface charge, and cellular uptake efficiency. Internalization studies were conducted in U87 and A172 glioblastoma cell lines using a combination of micro-PIXE and micro-RBS, providing quantitative and depth-resolved information. Among the coatings, dextran showed the most balanced performance, with high stability, excellent biocompatibility, and efficient cellular uptake. SIMNRA simulations allowed the estimation of nanoparticle penetration depths and confirmed their heterogeneous intracellular localization.application/pdfengFeixes de íonsNanopartículas de ouroGlioblastomaIon beam analysisMEISMicro-PIXEGold nanoparticlesGlioblastomaSynthesis, characterization, and biological evaluation of gold nanoparticles toward glioblastoma therapyinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de FísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaPorto Alegre, BR-RS2025doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001304414.pdf.txt001304414.pdf.txtExtracted Texttext/plain322952http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/303908/2/001304414.pdf.txt2316cacdd14cc9aec755a54a7af4d725MD52ORIGINAL001304414.pdfTexto completo (inglês)application/pdf178994435http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/303908/1/001304414.pdfba46854215fabf6da94618fbc7a915ddMD5110183/3039082026-04-27 07:57:30.317oai:www.lume.ufrgs.br:10183/303908Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br || lume@ufrgs.bropendoar:18532026-04-27T10:57:30Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
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