RESUMO

Cell-membrane hybrid nanoparticles (NPs) are designed to improve drug delivery, thermal therapy, and immunotherapy for several diseases. Here, we report the development of distinct biomimetic magnetic nanocarriers containing magnetic nanoparticles encapsulated in vesicles and IR780 near-infrared dyes incorporated in the membranes. Distinct cell membranes are investigated, red blood cell (RBC), melanoma (B16F10), and glioblastoma (GL261). Hybrid nanocarriers containing synthetic lipids and a cell membrane are designed. The biomedical applications of several systems are compared. The inorganic nanoparticle consisted of Mn-ferrite nanoparticles with a core diameter of 15 ± 4 nm. TEM images show many multicore nanostructures (∼40 nm), which correlate with the hydrodynamic size. Ultrahigh transverse relaxivity values are reported for the magnetic NPs, 746 mM-1s-1, decreasing respectively to 445 mM-1s-1 and 278 mM-1s-1 for the B16F10 and GL261 hybrid vesicles. The ratio of relaxivities r2/r1 decreased with the higher encapsulation of NPs and increased for the biomimetic liposomes. Therapeutic temperatures are achieved by both, magnetic nanoparticle hyperthermia and photothermal therapy. Photothermal conversion efficiency ∼25-30% are reported. Cell culture revealed lower wrapping times for the biomimetic vesicles. In vivo experiments with distinct routes of nanoparticle administration were investigated. Intratumoral injection proved the nanoparticle-mediated PTT efficiency. MRI and near-infrared images showed that the nanoparticles accumulate in the tumor after intravenous or intraperitoneal administration. Both routes benefit from MRI-guided PTT and demonstrate the multimodal theranostic applications for cancer therapy.

RESUMO

A Leucemia Mieloide Aguda (LMA) é uma neoplasia hematológica heterogênea caracterizada pela proliferação e acúmulo dos precursores mielóides na medula óssea (MO), podendo ser classificada em 8 subtipos a partir das características de leucócitos e da fase interrompida na diferenciação celular. Apesar dos diversos estudos na área, os eventos relacionados com o início da doença assim como sua progressão ainda não foram elucidados. O nicho hematopoético apresenta um papel importante na manutenção e diferenciação das Células Tronco Hematopoéticas normais (CTH) e acredita-se que alterações nesse meio podem estar influenciando no surgimento da uma Célula Tronco Leucêmica (CTL). O microambiente medular é formado por um grupo heterogênio de células não hematopoéticas, dentre elas as células estromais da medula (MSC). Por isso, o objetivo deste trabalho é avaliar se o processo de transformação leucêmica da CTH pode ser influenciado pela sinalização realizada pela MSC em pacientes com LMA. Para isso, amostras de MO de pacientes com LMA ao diagnóstico e de doadores saudáveis (DS) foram colocadas em cultura para isolamento e cultivo das MSC. Realizamos uma caracterização das culturas de acordo com a SITC e todas apresentaram características de MSC tanto na morfologia como na expressão de marcadores de superfície celular. Nos ensaios de diferenciação adipogênica e osteogênica in vitro todas as MSCs apresentavam capacidade de se diferenciar, entretanto, o potencial de diferenciação osteogênica foi menor em pacientes com LMA. Comparamos também o perfil de proliferação e ciclo celular e não foi observada diferenças estatísticas entre as culturas de MSCs. Para verificarmos então se havia diferença de expressão gênica entre as culturas, realizamos ensaios de Chiparray. Para a realização desse ensaio foram utilizadas 7 amostras de pacientes e comparadas com dois pools de DS. Cinquenta e cino genes foram encontrados diferencialmente expressos e escolhemos 6 genes para serem confirmados por RT-qPCR em 19 amostras de pacientes e 13 amostras de doadores (Ccl2 e Spond2 aumentados e Mmp16, Bmp4, Cldn1 e Opn diminuídos em MSCs de pacientes com LMA). Com esses resultados podemos sugerir que existe uma assinatura molecular comum a todas as MSCs de LMA independente do subtipo quando comparado com DS. Realizamos também análises in silico para avaliar as vias de sinalização e as interações que os genes diferencialmente expressos encontrados apresentavam. Nessas análises os genes encontrados estão envolvidos principalmente com as vias de diferenciação de osteoclastos e sinalização de Wnt. Também avaliamos os níveis das proteínas CCL2, BMP4 e OPN no plasma de pacientes com LMA e DS Nossos resultados confirmam o aumento de CCL2 no plasma de pacientes com LMA assim como a redução de BMP4. No entanto, os níveis de OPN não foram alterados. Esses genes têm sido descritos como importantes componentes produzidos pelo microambiente medular xvi queregulam tanto o número de CTH quanto a função. Com esses resultados, podemos sugerir que a MSC de pacientes com LMA apresentam alterações na sinalização no contexto da doença, e alterações na expressão dos genes Ccl2 e Bmp4 podem estar relacionados com o processo de transformação leucêmica.

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