• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.75.2022.tde-22062022-114254
Documento
Autor
Nome completo
Ma Hui Ling
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2022
Orientador
Banca examinadora
Carrilho, Emanuel (Presidente)
Leitão, Andrei
Bentley, Maria Vitoria Lopes Badra
Chorilli, Marlus
Kurachi, Cristina
Varanda, Laudemir Carlos
Título em português
Novas abordagens em terapia fotodinâmica: cultura tridimensional de células e órgão-em-chip com entrega de hipericina por sistemas de micro e nanoemulsão
Palavras-chave em português
cultura celular 3D
emulsão
hipericina
melanoma
órgão-em-chip
terapia fotodinâmica
Resumo em português
Atualmente, em torno de 40% dos compostos terapêuticos descobertos tem sua eficiência terapêutica comprometida por serem pouco solúveis em meio aquoso. Hipericina (Hy) é um composto hidrofóbico utilizado como fotossensibilizador na terapia fotodinâmica (PDT) para tratamento do câncer. Os nanocarreadores, microemulsão (ME) e nanoemulsão (NE), foram selecionados para a encapsulação de Hy, devido aos seus grandes potenciais de incrementar a biodisponibidade de Hy em meio fisiológico e aumentar sua eficiência antineoplásica. Além disso, apesar do avanço acelerado no desenvolvimento de novo fármaco e terapia contra câncer, há necessidade de criar novos modelos in vitro para melhorar a previsibilidade dos ensaios tradicionais que utilizam majoritariamente a cultura estática de monocamada celular. O presente estudo visa desenvolver as ME e NE de Hy e utilizar os modelos de melanoma maligno 3D e órgão-em-chip para investigar a eficiência fotodinâmica de Hy. Como resultados, as ME e NE produzidas a partir do diagrama de fases pseudoternárias e ultrasonicação, respectivamente, apresentaram boa eficiência de encapsulação de Hy, maior fototoxicidade e acumulação intracelular comparando com a Hy livre para células tumorais. As MEs de Hy foram avaliadas no modelo de melanoma maligno 3D produzido pela co-cultura de células de melanoma e fibroblasto em 6% de metacrilato de gelatina (GelMA), este apresentou as semelhanças notáveis à um tecido in vivo, incluindo matriz extracelular, expressão de fator indutor de hipóxia 1- alfa (HIF-1α), espessura do tecido e maior resistência a Hy-PDT do que a cultura celular 2D. A fototoxicidade e a penetração das MEs de Hy foram mais intensas do que Hy livre. O microchip criado para mimetizar o vaso sanguíneo gerou uma tensão de cisalhamento de 1,4 a 7 dina cm-2 e demostrou a relevância fisiológica em promover a proliferação e a expressão de fator de crescimento endotelial (VEGF) das células endoteliais, as quais exibiram a dependência marcante de fluxo no aumento da fototoxicidade de Hy e a morte celular via necrose. Em conclusão, ME e NE são nanossistemas com tamanho em torno de 10 a 30 nm para carrear a Hy na PDT. Os modelos de melanoma maligno 3D com uma espessura de 3 mm e módulo de Young 4,84 kPa são sistemas robustos para avaliar a eficiência do nanocarreador no tratamento de câncer de pele. O microchip desempenhou como um método alternativo simples que permitiu os estudos in vitro sob condições controladas para a triagem de fotossensibilizadores e fármacos em geral auxiliando a melhorar a predição da sua eficácia e toxicidade em humanos.
Título em inglês
New approaches for photodynamic therapy: three-dimensional cell and organ-on-chip culture with hypericin delivery by micro and nanoemulsion systems
Palavras-chave em inglês
3D cell culture
emulsion
hypericin
melanoma
organ-on-chip
photodynamic therapy
Resumo em inglês
Currently, around 40% of the therapeutic compounds discovered have compromised therapeutic efficiency because they are poorly soluble in aqueous media. Hypericin (Hy) is a hydrophobic compound used as a photosensitizer in photodynamic therapy (PDT) for cancer treatment. Nanocarriers such as microemulsion (ME) and nanoemulsion (NE) were selected for Hy encapsulation due to their great potential to increase Hy's bioavailability in physiological media and increase its antineoplastic efficiency. Furthermore, despite the accelerated advance in the development of new drugs and cancer therapy, there is a need to create new in vitro models to improve the predictability of traditional assays that mostly use static monolayer cell culture. The present study aims to develop the ME and NE of Hy and use the 3D malignant melanoma models and organ-on-chip to investigate the photodynamic efficiency of Hy. As a result, ME and NE produced from pseudoternary phase diagram and ultrasonication, respectively, showed good Hy encapsulation efficiency, higher phototoxicity, and intracellular accumulation compared to free Hy for tumor cells. Hy's MEs were evaluated in the 3D malignant melanoma model produced by co-culture of melanoma and fibroblast cells in 6% gelatin methacrylate (GelMA), this showed the remarkable similarities to an in vivo tissue, including extracellular matrix, expression of hypoxia-inducing factor 1-alpha (HIF-1α), tissue thickness and greater resistance to Hy-PDT than 2D cell culture. The phototoxicity and penetration of Hy MEs were more intense than free Hy. The microchip created to mimic the blood vessel generated shear stress of 1.4 to 7 dyne cm-2 and demonstrated the physiological relevance in promoting the proliferation and expression of endothelial growth factor (VEGF) of endothelial cells, which exhibited the marked dependence of flux in the increase of the phototoxicity of Hy and the cell death via necrosis. In conclusion, ME and NE are nanosystems around 10 to 30 nm in size to carry Hy into PDT. The 3-mm-thick 3D malignant melanoma models with Young's modulus 4,84 kPa are robust systems for evaluating the efficiency of the nanocarrier in the treatment of skin cancer. The microchip was performed as a simple alternative method that allowed in vitro studies under controlled conditions to screen photosensitizers and drugs in general, helping to improve the prediction of their efficacy and toxicity in humans.
 
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
MaHuiLingrevisada.pdf (4.84 Mbytes)
Data de Publicação
2022-06-23
 
AVISO: Saiba o que são os trabalhos decorrentes clicando aqui.
Todos os direitos da tese/dissertação são de seus autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP. Copyright © 2001-2024. Todos os direitos reservados.