GUSTAVO HENRIQUE COSTAVARCA

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Âmbito: Nacional × Assunto: cross-linking ×

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    Resumo IPEN-doc 25429
    The effect of radiation dose rate over the formation of protein-based nanoparticles for nanosized delivery of chemo and radiotherapeutics
    2018 - VARCA, G.H.C.; FAZOLIN, G.N.; FERREIRA, A.H.; OLIVEIRA, J.P.R. de; MARQUES, F.; LUGAO, A.B.
    Recent studies demonstrated the development of papain and bovine serum albumin nanoparticles using gamma radiation (10 kGy) in presence of 20-30% (v/v) ethanol. With the purpose of producing stable and well defined nanocarriers, this work aims to determine the influence of different dose rates over protein nanoparticle formation. For this purpose, papain and BSA nanoparticles were synthetized in phosphate buffer (50 mM, pH 7.2) and ethanol (20-30%, v/v) using a radiation dose of 10 kGy and dose rate of 0.8, 2, 5 and 10 kGy.h-1. After irradiation, samples were evaluated by dynamic light scattering, fluorescence and proteolytic activity to verify the size, secondary structure and monitoring of the enzymatic activity, respectively. For papain nanoparticles it was observed that the dose rate did not influence the particle size formation, however crosslinking evidenced by bityrosine showed that samples irradiated at 0.8 and 5 kGy.h-1 presented higher bityrosine levels. On the other hand, BSA nanoparticles presented different results if compared to papain NPs. Different dose rates caused different and non-linear size increase for each condition, following the order: 5 > 10 > 0.8 > 2 kGy.h-1. However, in terms of crosslinking formation, a linear increase was registered, as at 0.8 kGy.h-1 the smallest signal was achieved, whereas at 10 kGy.h- 1 the highest signal was recorded. In conclusion, BSA nanoparticles were more sensitive to different radiation dose rates than nanopapain. Optimized results in terms of size increase and higher bityrosine levels were observed for the samples irradiated at 5 kGy.h-1, in which nanoparticle formation will occur faster if compared to the synthesis carried out under distinct conditions. As final applications of the system concert their use for the delivery of chemo or radiotherapeutics, the loading of paclitaxel, a well-known chemotherapeutic agent, and radiolabeling with tecntetium- 99m, a radioisotope suitable for biomedical applications, have also been performed with high efficiency, thus demonstrating a proof of concept of such systems.
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    Resumo IPEN-doc 25279
    Influência do cosolvente na formação de nanopartículas de papaína induzidas por radiação
    2018 - FAZOLIN, G.N.; VARCA, G.H.C.; LUGAO, A.B.
    Biomateriais à base de proteínas são de grande interesse biomédico e vem mostrando relevância nas linhas de pesquisas atuais por serem uma alternativa no carreamento de fármacos, além de apresentar efeitos colaterais reduzidos ou inexistentes. A papaína, enzima proteolítica utilizada neste trabalho, é uma alternativa no estudo de sistemas nano estruturados por se mostrar promissora no carreamento de fármacos. A técnica utilizada para síntese desta nanopartícula utiliza o etanol como cosolvente. Além de promover desolvatação na proteína, o etanol tem a função de proteger a enzima durante o processo de radiação – utilizado para reticulação e esterilização. Observou-se anteriormente que o etanol auxilia no aumento do tamanho da nanopartícula, contudo, não se sabe qual a influência deste cosolvente durante o processo. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho é estudar a influência do etanol nas nanopartículas de papaína. A síntese será realizada na presença (20%) e ausência do etanol, tampão fosfato 50 Mm pH 7,4 e radiação ionizante a 10 kGy durante 2 horas (5 kGy/hora). As amostras foram avaliadas através da técnica de espalhamento dinâmico de luz, fluorescência e bioatividade a fim de verificar o tamanho, a estrutura secundária e acompanhamento da atividade enzimática, respectivamente. Após a irradiação, as amostras foram filtradas, congeladas e liofilizadas por 48 horas. As amostras foram resuspendidas em duas condições: água deionizada e na presença de etanol. Observou-se quando resuspendidas em água, as amostras voltam ao tamanho nativo (± 4 nm) enquanto na presença de etanol este tamanho é mantido como no controle (± 7 nm). As análises de fluorescência demonstraram que a reticulação por radiação continuou existente e a bioatividade decaiu 30% em ambos os casos, quando comparada com a bioatividade inicial. Conclui-se que o etanol contribui para a formação do tamanho da nanopartícula durante a síntese porem quando evaporado perde-se a solvatação e mantem o aumento de tamanho somente promovido pela radiação.