Moldando hidrogéis derivados de guanosina para aplicações biomédicas: da estabilidade de Gua:GMP-Na e Gua:GMP-K ao ajuste fino de propriedades estruturais e reológicas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Almeida, Rodrigo Fernandes de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biomateriais; Biomaterials; Drug delivery; Hidrogéis; Hydrogels; Liberação de fármacos; Reologia; Rheology; SAXS; WAXS
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-07112024-131910/

Hidrogéis são sistemas altamente hidrofílicos, conseguindo absorver grandes quantidades de água. Disso e de sua potencial biocompatibilidade, pesquisas em formulações de hidrogéis têm se concentrado em possíveis aplicações em sistemas biológicos. A aplicação biológica específica de um hidrogel depende principalmente da quantidade de água livre em sua formulação, sua estabilidade ou degradabilidade, e de suas propriedades mecânicas. A guanosina-5\'-monofosfato (GMP) em solução aquosa se auto-organiza em estruturas chamadas G-quartetos, que se associam formando fibras hidrofílicas. Essas fibras interagem para estruturar um hidrogel (G-hidrogel), embora este não seja muito estável. Em estudos anteriores, a combinação de guanosina e GMP foi utilizada para produzir hidrogéis mais firmes e estáveis, com propriedades mecânicas variadas e controláveis por meio da variação da razão molar Gua-GMP. O GMP pode ser encontrado em diversas formas, sendo o GMP-K (não disponível comercialmente) o mais eficaz na estruturação dos G-hidrogéis. Neste trabalho, cloreto de sódio (NaCl) e cloreto de potássio (KCl) foram utilizados para estabilizar hidrogéis à base GMP-Na e melhorar suas propriedades mecânicas a um nível semelhante aos hidrogéis de Gua:GMP-K. Além disso, o uso de sais permitiu controlar as propriedades mecânicas dos hidrogéis à base de guanosina, fornecendo uma ferramenta adicional para além da variação da razão molar Gua:GMP. Para verificar o efeito da adição de sais nas propriedades mecânicas e estruturais foram realizados, além de avaliações macroscópicas, ensaios de reologia oscilatória e experimentos de espalhamento de raios X com variação de temperatura. Observou-se que a adição de KCl favorece a estabilidade mecânica e térmica dos materiais, enquanto a adição de NaCl desfavorece tais propriedades. Paralelamente a esse estudo estrutural dos G-hidrogéis, considerando a situação emergencial causada pelo surgimento de cepas de fungos resistentes aos antifúngicos, foi avaliada a viabilidade de utilizar o sistema de G-hidrogéis para liberação de azul de metileno para agir como fotossensibilizador em terapia fotodinâmica. Para isso, foram realizados experimentos de liberação de azul de metileno e testes in vivo preliminares de tratamento de infecções cutâneas por Candida Auris em camundongos. Estes testes possibilitaram quantificar a erosão de G-hidrogéis durante o processo de liberação de fármacos. No entanto, os ensaios in vivo realizados, a eficácia das intervenções não foi conclusiva, apesar de permitir entender melhor fatores importantes para ensaios futuros.