JORGE GABRIEL DOS SANTOS BATISTA

JORGE GABRIEL DOS SANTOS BATISTA

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Nanopartículas de ouro para terapia e diagnóstico de câncer utilizando nanotecnologia verde
2020 - BATISTA, JORGE G. dos S.
As nanopartículas de ouro (AuNPs) vem sendo amplamente estudadas por atenderem às necessidades de sistemas nanocarreadores na terapia e diagnóstico de câncer. Elas podem ser usadas no direcionamento e liberação de fármacos a sítios ou grupos celulares específicos, atuar como radiossensibilizadores e em terapias fototérmicas como agente gerador de calor. Um número significativo de estudos demonstrou suas possíveis aplicações, tais como biossensores, contraste na imagiologia biológica, em sistemas de liberação de fármacos, terapia e diagnóstico do câncer. Assim, as nanopartículas de ouro são consideradas promissoras no desenvolvimento de novos compostos com potencial aplicação na medicina oncológica, no tratamento de inflamações crônicas, infecções, doenças degenerativas e autoimunes. No entanto, apesar das formas nanométricas de ouro apresentarem menor toxicidade comparada aos muitos outros nanomateriais, a toxicidade dessas partículas deve ser minuciosamente avaliada. O maior desafio é propor um método para funcionalizar a superfície das nanopartículas, e assim modular sua farmacocinética e farmacodinâmica, além de atender aos requisitos de toxicidade para aprovação e aplicação de um nanobiomaterial. O objetivo desse estudo foi desenvolver um método de síntese de nanopartículas de ouro (AuNPs) com potencial aplicação como um nanobiomaterial na teranóstica (terapia e diagnóstico) do câncer. Para tanto, foi utilizado o conceito de nanotecnologia verde, em que compostos fitoquímicos com potencial redutor foram utilizados no preparo das AuNPs. Também foi estabelecido um método de funcionalização de AuNPs por recobrimento com albumina do soro bovino e humano utilizando radiação ionizante. A importância do recobrimento com albumina está relacionada a afinidade dessa proteína com os receptores glicoproteicos GP60, que são encontrados em diversas células tumorais, além de contribuir potencialmente com a cinética das nanopartículas de ouro. A caracterização físico-química das AuNPs e a reprodutibilidade do método foi avaliada com base nos ensaios de caracterização realizados pelas técnicas de espectrofotometria UV-Vis/Fluorescência, espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial Zeta, microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES) e eletroforese em gel (SDS-PAGE). A estabilidade foi avaliada em relação à temperatura, pH, concentração de NaCl, PBS, solução contendo aminoácidos e meio de cultura celular DMEM sem e com suplementação de soro fetal bovino. As linhagens celulares utilizadas foram câncer de próstata humano (PC3), adenocarcinoma de mama humano (MDA-MB 231) e células de tecido pulmonar de hamster chinês macho (V79-4). Nas concentrações testadas as AuNPs não apesentaram citotoxicidade in vitro utilizando o método do vermelho neutro e MTT. Para a avaliação preliminar da nanotoxicidade foi realizado o estudo in vivo utilizando o peixe zebra. Nos estudos de internalização in vitro das nanopartículas utilizando as linhagens tumorais MDA-MB 231 e PC3 foi possível verificar qualitativamente a internalização das AuNPs. Os ensaios de radiomarcação das EGCG-AuNPs e EGCG-AuNPs-ASHɣ precisam ser otimizados quanto à estabilidade e pureza radioquímica. A nanotecnologia verde provou ser uma ferramenta valiosa na síntese de nanopartículas de ouro em relação à toxicidade, não exigindo etapas de eliminação de solventes e substâncias potencialmente tóxicas.
Desenvolvimento de nanopartículas de ouro (AuNPs) para teranóstica
2021 - RODRIGUES, ADRIANA de S.; LUGAO, ADEMAR B.; BATISTA, JORGE G. dos S.; KUCHINSKI, ADRIANA; FREITAS, LUCAS F. de; CRUZ, CASSIA P.C. da
Comparison between gold nanoparticles synthesized by radiolysis and by EGCG-driven gold reduction
2020 - FREITAS, LUCAS F. de; CRUZ, CASSIA P.C. da; CAVALCANTE, ADRIANA K.; BATISTA, JORGE G. dos S.; VARCA, GUSTAVO H.C.; MATHOR, MONICA B.; LUGAO, ADEMAR B.
Radiolytic synthesis and phytochemical-driven gold reduction for the generation of nanoparticles are successful examples of Green Chemistry applied for nanomaterials. The present work compares these two green approaches focusing on hydrodynamic size, stability over time, optical properties and toxicity in NIH 3T3 (ATCC® CRL- 1658™) cells and Danio rerio (Zebra Fish). The radiolytic synthesis was performed by mixing 1 mM NaAuCl4; polyvinyl pyrrolidone 0.5%, AgNO3 6×10−5 M, propan-2-ol 0.2 M and acetone 0.06 M, followed by irradiation at 15 kGy (5 kGy h−1, 60Co source). The EGCG-functionalized nanoparticles were synthesized by mixing 1.6 mM of Au with 0.8 mM of EGCG in phosphate buffer (10 mM) for 2 h. Both methods yield the formation of gold nanoparticles featuring plasmon resonance bands at 520–530 nm, polydispersity above 0.3 was relevant only for the radiolytic protocol. Regarding stability over time, after 30 days, the nanoparticles synthesized radiolytically presented no relevant size changes, while some aggregation was observed for the EGCG-particles. The same nanoparticles demonstrated a lack of stability in high ionic strength medium. Slight toxicity was observed for the EGCG-nanoparticles in Danio rerio, with an IC50 calculated as 40.49%, while no IC50 was established within the concentration range of radiolysis-AuNPs used in this study. In conclusion, both green methods generated nanoparticles with good control of size and optical properties, especially via reduction by EGCG. However, the stability and toxicity results were found to be more promising for the radiolytically synthesized gold nanoparticles.
Nanopartículas de ouro com potencial teranóstico de câncer sintetizadas por meio de nanotecnologia verde
2018 - BATISTA, J.G.S.; LUGAO, A.B.; ROGERO, S.; CAVALCANTE, A.K.; MAZIERO, J.S.
Grupos de pesquisa ao redor do mundo voltaram a atenção para as nanopartículas de ouro pelo fato destas atenderem as necessidades de sistemas nanocarreadores na terapia e diagnóstico de câncer. Elas podem ser usadas na orientação e liberação de fármacos a sítios ou grupos celulares específicos e em terapias fototérmicas como agente gerador de calor. Um número significativo de estudos demonstrou suas possíveis aplicações, tais como biosensores, contraste na imagiologia biológica, em sistemas de liberação de fármacos e como teranóstico. São capazes de gerar imagens e aniquilar células cancerosas, simultaneamente. Assim, as nanopartículas de ouro são consideradas promissoras no desenvolvimento de novos compostos com potencial aplicação na medicina oncológica, no tratamento de inflamações crônicas, infecções, doenças degenerativas e autoimunes. No entanto, apesar das formas nanométricas de ouro apresentarem menor toxicidade comparada aos muitos outros nanomateriais, a toxidade dessas partículas deve ser minuciosamente avaliada. O maior desafio é propor modificações moleculares, como a funcionalização de superfície, que promova a melhora da farmacocinética desses compostos, diminua a toxicidade e possibilite o direcionamento a alvos específicos. Esse estudo visa o desenvolvimento de uma nova nanopartícula de ouro (AuNP), utilizando albumina humana (ASH) e epigalocatequinagalato (EGCG), na tentativa de diminuir a captação hepática e melhorar a biodisponibilidade dessas nanopartículas. A metodologia de síntese foi adaptada e estabelecida. A sua reprodutibilidade foi avaliada com base nos ensaios de caracterização físico-química, que foram realizados pelas técnicas de espectrofotometria UV-Vis e fluorescência, espalhamento de luz dinâmico (DLS), potencial Zeta, microscopia eletrônica de transmissão (MET). A estabilidade foi avaliada em relação à temperatura, pH e concentração de cloreto de sódio (NaCl). As nanopartículas não apesentaram citotoxicidade in vitro utilizando o método do vermelho neutro, nas concentrações testadas e se mostraram estáveis na faixa de pH entre 5 e 9, e também em concentrações de NaCL até 3%.
Avaliação da toxicidade in vivo das Nanopartículas de Ouro reduzidas e estabilizadas com o fitoquímico Resveratrol
2018 - CAVALCANTE, A.K.; BATISTA, J.G.S.; BARROS, J.A.G.; ORMENIO, M.B.; DAMASCENO, K.C.; ROGERO, S.O.; ROGERO, J.R.; LUGAO, A.B.
As nanopartículas de ouro (AuNPs) com diferentes tamanhos e formas têm sido amplamente estudadas e utilizadas em diversas áreas, como por exemplo, em aplicações biomédicas. Dentre tais aplicações, encontramos a liberação de agentes antitumorais. A síntese de AuNPs geralmente envolve agentes de redução que apresentam problemas relacionados à toxicidade. A fim de resolver esta questão, metabólitos presentes em diversos extratos de plantas tem sido explorados para a preparação de diferentes nanopartículas. Os métodos que utilizam os fitoquímicos para redução de íons metálicos fornecem uma abordagem verde a nanotecnologia, conhecida como “green nanotechnology”. O fitoquímico resveratrol, um composto fenólico com potencial redutor, encontrado em 72 espécies de plantas, como uva, amora e amendoim, foi usado neste trabalho como agente redutor na preparação de AuNPs. O resveratrol além de ser um antioxidante, também é conhecido como fármaco antitumoral/anticâncer. Foi descrito na literatura, que a conjugação de Reveratrol com AuNPs aumenta em 65% a efetividade em testes realizados in vitro, utilizando células de câncer de pulmão humano, quando comparado ao resveratrol administrado isoladamente. Este trabalho teve como objetivo verificar o nível de toxicidade das nanopartículas de ouro, reduzidas e estabilizadas com resveratrol (RESV-AuNPs) em embriões de Zebrafish (Danio rerio), de acordo com o protocolo da OECD nº 236 (Fish Embryo Acute Toxicity Test- FET). Os embriões foram expostos as RESV-AuNPs por um período de 96 e 168 horas. O Zebrafish apresenta-se como um modelo in vivo alternativo, rápido, de alto rendimento, facilmente acessível e que possui uma boa correlação com modelos in vitro. As RESV-AuNPs demonstraram toxicidade nos dois períodos de exposição, sendo a letalidade dos organismos inferior a 10% em todas as concentrações utilizadas. O trabalho forneceu uma contribuição sobre a toxicidade de AuNPs sintetizadas e estabilizadas com o agente redutor resveratrol, utilizando como modelo animal embriões de Zebrafish.
Comparative study of the cytotoxicity of gold nanoparticles produced by green nanotechnology and by conventional methods
2018 - BATISTA, J.G.S.; ROGERO, S.O.; LUGAO, A.B.
Researchers and laboratories around the world have studied gold nanoparticles (AuNPs). In medicine, several studies demonstrate the applicability of gold nanoparticles in the treatment and diagnosis of cancer. Green nanotechnology uses phytochemical agents to synthesize and stabilize nanoparticles. Researchers have shown that some reducing phytochemicals such as mangiferin (MGF) and epigallocatechin-gallate (EGCG), in addition to reducing and stabilizing the gold nanoparticles, are able to functionalize them. These molecules have chemical groups that allow binding to overexpressed receptors on some types of tumor cells. Developed by the International Organization for Standardization (ISO-International Organization for Standardization), the set of known standards such as ISO 10993 addresses the safety of medical devices through the identification of diverse types of biocompatibility. The objective of this work was to compare the cytotoxicity of the AuNPs obtained through green nanotechnology and compare with data found in the literature of AuNPs synthetized by conventional methods such as Turkevich. The cytotoxicity assay was carried out by exposing the cell culture to the solutions of AuNPs in culture medium MEM (1:1) at 37 °C. The NCTC clone 929 cell line was acquired from Adolfo Lutz Institute cell bank. The cytotoxicity effect was evaluated by neutral red uptake (NRU) methodology according to the International Organization for Standardization (ISO). The results showed that the AuNPs obtained by green nanotechnology presented lower toxicity than those obtained by the Turkevich method using the same concentration of NaAuCl4 in the AuNPs synthesis. It is necessary to consider that the particles differ in size and hydrodynamic volume according to the data obtained in the physical chemical characterization of the AuNPs obtained by both methods.
An overview of the synthesis of gold nanoparticles using radiation technologies
2018 - FREITAS, LUCAS F. de; VARCA, GUSTAVO H.C.; BATISTA, JORGE G. dos S.; LUGAO, ADEMAR B.
At a nano-level, optical properties of gold are unique and gave birth to an emerging platform of nanogold-based systems for diverse applications, because gold nanoparticle properties are tunable as a function of size and shape. Within the available techniques for the synthesis of gold nanoparticles, the radiolytic synthesis allows proper control of the nucleation process without the need for reducing agents, in a single step, combined or not with simultaneous sterilization. This review details and summarizes the use of radiation technologies for the synthesis and preparation of gold nanoparticles concerning fundamental aspects, mechanism, current pathways for synthesis and radiation sources, as well as briefly outlines final applications and some toxicity aspects related to nanogold-based systems.
Síntese de nanoparticulas de ouro estabilizadas por quitosana
2015 - GERALDES, ADRIANA N.; OLIVEIRA, MARIA J.A.; SILVA, ANDRESSA A. da; LEAL, JESSICA; BATISTA, JORGE G.S.; LUGAO, ADEMAR B.