Plataformas nanobiotecnológicas para veiculação de DNA/RNA em diferentes tipos celulares

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Oliveira, Henrique da Costa
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Complexos nanoestruturados de HDL; Genetic Transformation; Gold nanoparticles; Nanobiotechnological platform; Nanopartículas de ouro; Nanopartículas de Prata; Nanostructured LDH; Plataforma Nanobiotecnológica; Silver nanoparticles; Transformação Genética
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-16052024-143235/

A falta de ferramentas moleculares representa um desafio na área de modificação genética. Falta de protocolos para deleção, substituição ou expressão transiente, sequências genéticas específicas e a internalização de material genético são exemplos de desafios enfrentados, em especial, para organismos com parede celular. A nanotecnologia, associada à processos de modificação genética, emerge como uma solução de grande potencial para auxiliar na veiculação de material genético, independentemente do tipo de organismo, e que permite contribuir tanto para a pesquisa básica quanto a pesquisa aplicada. O objetivo deste projeto foi o desenvolvimento de um complexo DNA/nanoestrutura que melhore na internalização de material genético. Foi feito um levantamento das plataformas nanobiotecnológicas mais atuais para a veiculação de material genético em plantas e bactérias, ambos organismos com parede celular. Foram escolhidas 3 nanoestruturas baseadas em materiais de alta dureza (nanopartículas de ouro, nanopartículas de prata e hidróxidos duplos lamelares - HDL), que protegem o DNA de exo e endonucleases do meio celular, podendo auxiliar na internalização e passagem pela parede e membrana celular. Foram realizadas diversas sínteses de nanopartículas de ouro e de prata e testados diferentes protocolos para complexação de DNA plasmidial às nanoestruturas. Também foi utilizado HDL em diferentes métodos de veiculação nas bactérias de interesse. A formulação e processo do complexo DNA/nanoestrutura foram investigados abordando parâmetros relacionados à escala de produção, tipo e concentração de materiais, estabilidade físico-química e eficiência de transformação. Foi desenvolvido um protocolo de síntese das nanoestruturas e de complexação de simples execução, passível de reprodutibilidade em laboratórios de baixa complexidade, que fornece partículas estáveis. Foram utilizadas diversas partículas produzidas para testes de veiculação de DNA plasmidial nas bactérias gramnegativa (Escherichia coli) e gram-positiva (Corynebacterium glutamicum). Os resultados mostraram que a utilização nanopartículas de ouro e de prata sintetizadas na presença de DNA plasmidial, em água, assim como o complexo nanoestruturado HDL/DNA, apresentaram melhor eficiência de transformação quando comparados aos protocolos convencionais em E. coli. No caso de C. glutamicum, os melhores resultados de transformação foram obtidos na presença de nanoestruturas de ouro e HDL complexadas com plasmídeo replicativo. Finalmente, os protocolos aqui desenvolvidos para obtenção de plataformas nanobiotecnológicas permitiram a veiculação de DNA em diferentes tipos celulares, abrindo caminhos para aplicação com outros materiais genéticos, como RNA mensageiro.