The effects of piezoelectric polymers on neuronal differentiation

• Autor(a) principal: Marote, Ana Maria Franco Aveiro
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/11630
• topic: Biomedicina; Neurónios; Polímeros piezoeléctricos

O crescimento de neurites é crucial para o desenvolvimento neuronal, bem como para a plasticidade e reparação na fase adulta. Após uma lesão neuronal, o sucesso da reparação é determinando pelas propriedades plásticas constitutivas dos neurónios afetados e pelo seu potencial de regeneração, que é influenciado por sinais externos físicos (ex.: cicatriz glial) e químicos (ex.: moléculas inibitórias). Recentemente, o desenvolvimento de materiais à nano-escala, que interagem com os sistemas biológicos a nível molecular, prometem revolucionar o tratamento das lesões do Sistema Nervoso Central e Periférico. Os scaffolds de nanomateriais podem suportar e promover o crescimento de neurites e consequentemente, intervir nas complexas interações moleculares que ocorrem a após o dano neuronal, entre as células e o seu ambiente extracelular. Vários estudos têm demonstrado que os materiais piezoeléctricos, que geram carga elétrica em resposta ao stress mecânico, podem ser usados para a preparação de scaffolds eletricamente carregados que devem influenciar o comportamento celular. Este estudo centrou-se nos efeitos dos materiais baseados em PLLA (ácido poli (L – láctico)) sob a forma de filmes, nanofibras orientadas aleatória e alinhadamente, e da sua polarização, na diferenciação neuronal. A linha celular de neuroblastoma (SH-SY5Y) foi utilizada para avaliar o efeito dos materiais-baseados em PLLA na adesão, viabilidade, morfologia celular, bem como na diferenciação tipo-neuronal. A análise proteómica baseada em espectrometria de massa das células cultivadas em nanofibras de PLLA foi também efetuada. Os neurónios corticais embriónicos foram seguidamente utilizados para avaliar os efeitos das nanofibras de PLLA alinhadas e da sua polarização no crescimento de neurites. Nesta análise, descobrimos que os materiais de PLLA parecem inibir parcialmente a proliferação celular, enquanto promovem a diferenciação, alterando os níveis das proteínas que intervêm nestes processos. Ocorrem alterações significativas do citoesqueleto, particularmente ao nível do citoesqueleto de actina, que não induzem mas parecem potenciar o crescimento de neurites sob exposição a um sinal extracelular como o ácido retinóico. Este efeito parece ser particularmente evidente para as nanofibras de PLLA alinhadas, que induzem efeitos intermédios na restruturação do citoesqueleto. Em geral, a polarização das amostras de PLLA tem efeitos benéficos na proliferação celular e potencia o crescimento de neurites, particularmente nos neurónios. Acreditamos que as nanofibras de PLLA alinhadas serão um bom scaffold para regeneração neuronal, uma vez que mimetiza o ambiente mecânico natural das células. Contudo, futuras experiências in vitro e in vivo são necessárias para comprovar a eficácia deste potencial scaffold.