Institute of Energy and Environmental Technology (IUTA), Germany; University of Gdansk, Poland;
As nanopartículas metálicas (M-NPs), sobretudo as de prata (Ag), ouro (Au), dióxido de titânio (TiO2) e sílica (SiO2) são bastante promissoras para diversas aplicações industriais, biomédicas e muitas delas fazem já parte de vários produtos de consumo. As barreiras biológicas constituem uma primeira linha de defesa contra corpos estranhos e xenobióticos, sendo por isso um alvo esperado das NPs. Por outro lado, espera-se que estas sejamutilizadas com sucesso como veículos de cedência de fármacos com vista a aumentar o transporte destes através das barreiras celulares Assim, é da máxima importância caracterizar a natureza do impacto das M-NPs sobre as barreiras biológicas, uma vez que o comprometimento da sua função pode conduzir a doença.
É objetivo principal de NanoBioBarriers gerar conhecimento acerca do modo de ação (MoA) das M-NPs. Pretende-se identificar quais os mecanismos celulares e moleculares envolvidos nos seus efeitos, utilizando para esta análise modelos in vitro de importantes barreiras fisiológicas: intestinal e placentária.
NanoBioBarriers pretende investigar não só o potencial toxicológico das M-NPs, mas também o impacto de concentrações baixas, não-citotóxicas e, previsivelmente mais relevantes, na fisiologia da barreira celular. O papel das propriedades físico-químicas das NPs nos efeitos tóxicos e biológicos induzidos pelas NPs será também avaliado.
Uma abordagem inovadora para avaliação do impacto das NPs metálicas na permeabilidade e transporte iónico será adotada no presente projeto. Que tenhamos conhecimento, este será o primeiro estudo a avaliar os efeitos causados pela exposição a concentrações não-citotóxicas de NPs metálicas sobre parâmetros relacionados com a resistência transepitelial, homeostasia iónica e regulação do pH intracelular e volume celular, aspetos importantes na fisiologia das barreiras celulares. A atividade e expressão de transportadores-chave serão determinadas com
recurso a técnicas de biologia molecular, fluorescência e eletrofisiologia. Esta abordagem funcional permitirá ter uma perceção quantitativa acerca da forma como este tipo de NPs poderão comprometer a barreira e interferir no transporte iónico através da célula.
O projeto será realizado em centros de investigação de excelência nacionais e internacionais tendo os elementos envolvidos sólidos conhecimentos e experiência em todos os domínios do projeto: caraterização físico-química (IUTA, Alemanha); avaliação dos efeitos biológicos de nanomateriais (ISPUP) e análise computacional in silico (UGPL, Polónia).
NanoBioBarriers terá um impacto direto nas áreas da Nanotecnologia, Biologia e Medicina e representa uma abordagem molecular, bioquímica e funcional quantitativa que contribuirá para um melhor conhecimento dos mecanismos envolvidos na resposta da barreira biológica às M-NPs e a sua relação com as propriedades físicoquímicas.
Este conhecimento será sem dúvida importante para o desenho e desenvolvimento de M-NPs mais seguras.
Financiamento aprovado pelo Programa Operacional Competitividade e Internacionalização na sua componente FEDER, pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, I.P.
