Manipulação da superfície química de nanopartículas e sua interação com o vírus HIV

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Scheffer, Francine Ramos, 1986-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/4430
Resumo: Orientador: Mateus Borba Cardoso
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spelling Manipulação da superfície química de nanopartículas e sua interação com o vírus HIVManipulation of surface chemistry of nanoparticles and its interaction with HIV virusNanopartículasQuímica de superfícieAgentes antiviraisCaroço-cascaAgentes anti-HIVNanoparticlesSurface chemistryAntiviral agentsCore-shellAnti-HIV agentsOrientador: Mateus Borba CardosoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: Durante este trabalho, estudamos a viabilidade de um novo sistema nanoparticulado para interação com o vírus HIV. Estas nanopartículas (NPs), compostas por um core de magnetita e casca de sílica possuem forma esférica bem definida e homogênea. Elas foram recobertas com três estratégias de funcionalizações, a fim de adquirirem as propriedades de estabilidade coloidal e redução de formação de corona proteica. Foram elas: 1. PEGilação; 2. Uso de moléculas zwiteriônicas (SBS) e 3. Criação de uma superfície zwitteriônica. Todas as funcionalizações realizadas forneceram as propriedades desejadas, porém as NPs contendo a superfície zwiteriônica se mostraram hemotóxicas e não capazes de evitar corona proteica quando em contato com soro fetal bovino (FBS). Para fornecer o direcionamento aos vírus HIV, proteínas CD4 recombinantes truncadas no domínio transmembrana (CD4-8His) e truncadas no final do primeiro domínio extracelular (D1-HOB) foram expressas, purificadas e conjugadas à superfície destas NPs. Para a imobilização da proteína, grupos amino foram inseridos na superfície das NPs, e através das estratégias de acoplamento via EDC/NHS aminoácidos tirosina ou ligantes clorohexidil foram ligados covalentemente. A conjugação foi realizada através de bioconjugação enzimática, auxiliada pela tirosinase, e pela afinidade do ligante HaloTag por ligantes clorohexil. Através destas metodologias, foram obtidas NPs do tipo core-shell contendo tanto a proteína CD4-8His quanto a proteína D1-HOB em sua superfície, e a inserção das proteínas não alterou significativamente suas propriedades coloidais e de evitar a formação da corona proteica. Assim, experimentos de imunoprecipitação e citometria de fluxo demonstraram a habilidade do sistema nanoparticulado em interagir especificamente com as proteínas gp120 do vírus HIV, levando a inativação dos vírus e consequentemente reduzindo a taxa de transdução viral dele. O nanosistema contendo moléculas SBS como agente protetor forneceu uma concentração de inibição de 50% da taxa de transdução do HIV (C50) de 0,8 mg/mL e não demonstrou citotoxicidade in vitro frente a células HEK 293t e HACaT. Ademais, o sistema demonstrou potencial em aplicações de separação magnética de vírus HIV através da bioseparação com a aplicação de força magnética para coleção das NPsAbstract: In this work, we studied the feasibility of a new nanoparticulate system for interaction with the HIV virus. These nanoparticles (NPs), composed of a magnetite core and a silica shell, have a well-defined and homogeneous spherical shape. They were coated with three functionalization strategies to acquire the properties of colloidal stability and reduction of protein corona. They were: 1. PEGylation; 2. Use of zwitterionic molecules (SBS) and 3. Creation of a zwitterionic surface. All functionalization’s performed provided the desired properties, but the NPs containing the zwitterionic surface proved to be hemotoxic and not able to prevent corona protein when in contact with fetal bovine serum (FBS). To provide targeting to HIV viruses, recombinant CD4 proteins truncated in the transmembrane domain (CD4-8His) and truncated at the end of the first extracellular domain (D1-HOB) were expressed, purified, and conjugated to the surface of these NPs. For protein immobilization, amino groups were inserted on the surface of NPs, and through coupling strategies via EDC/NHS tyrosine amino acids or succinimidyl ester ligands were covalently linked. Conjugation was performed through enzymatic bioconjugation, aided by tyrosinase, and by the affinity of the HaloTag ligand for chlorhexyl ligands. Through these methodologies, core-shell NPs containing both CD4-8His or D1-HOB proteins on their surface were obtained, and the immobilization of the proteins did not significantly alter their colloidal properties and prevention of protein corona formation. Thus, immunoprecipitation and flow cytometry experiments demonstrated the ability of the nanoparticulate system to specifically interact with the gp120 proteins of the HIV virus, leading to the inactivation of the virus and consequently reducing its viral transduction rate. The nano system containing SBS molecules as a protective agent provided an inhibition concentration of 50% of the HIV transduction rate (C50) of 0.8 mg/mL and did not demonstrate in vitro cytotoxicity against HEK 293t and HACaT cells. Furthermore, the system showed potential in applications of magnetic separation of HIV virus through bio separation with the application of magnetic force for the NPs collectionDoutoradoFísico-QuímicaDoutora em CiênciasCAPES23038.006737/2012-56FAPESP2015/25406-5[s.n.]Cardoso, Mateus Borba, 1978-Tasic, LjubicaBertran, Celso AparecidoGiacomelli, Fernando CarlosMartinez, Diego Stéfani TeodoroUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASScheffer, Francine Ramos, 1986-20222022-03-23T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (172 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/4430SCHEFFER, Francine Ramos. Manipulação da superfície química de nanopartículas e sua interação com o vírus HIV. 2022. 1 recurso online (172 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/4430. 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