Hidrogéis peptídicos biocompatíveis como sistemas de entrega de fármacos

Dissertação de mestrado em Biofísica e BionanossistemasA crescente necessidade de novas terapias e fármacos tem levado a um aumento na investigação de materiais e à pesquisa de novas formas de utilizar os materiais já existentes. Neste sentido, o estudo de novas formas de entrega controlada de fármacos tornou-se essencial e alvo de grande atenção pela comunidade científica. Existem vários sistemas de entrega controlada de fármacos em estudo atualmente, entre estes encontra-se a classe dos hidrogéis. Estes materiais são constituídos por polímeros hidrossolúveis, que formam redes macromoleculares capazes de reter grandes quantidades de solventes aquosos sem perder a estrutura. O propósito desta dissertação é composto por três objetivos principais. O primeiro consiste na caracterização de novos materiais hidrogelantes baseados em péptidos, sintetizados no âmbito de uma colaboração existente com o Centro de Química da Universidade do Minho. O segundo objetivo diz respeito à incorporação de um fármaco antitumoral derivado de tienopiridinas, também sintetizado no âmbito de uma colaboração com o Centro de Química da Universidade do Minho. Por último, teve-se por objetivo testar a interação dos hidrogéis com modelos de membranas biológicas, usando para o efeito vesículos lipossomais constituídos por fosfatidilcolina do ovo e colesterol. Todos os objetivos desta dissertação foram levados a cabo recorrendo às espetroscopias de fluorescência e de absorção UV-Vis. Os resultados obtidos mostraram que a espetroscopia de fluorescência é um bom método para avaliar as propriedades físicas dos hidrogéis, como a concentração crítica de agregação e a influência do pH na gelificação, embora por si só não seja suficiente. Em geral, a auto-organização dos materiais hidrogelantes estudados mostrou ser afetada quer pelo pH, quer pela concentração. Tendo em vista a aplicação tópica destes hidrogéis e a eficácia do composto antitumoral estudado em linhas de células tumorais de melanoma, pode concluir-se que os hidrogéis em estudo são nanossistemas de transporte adequados para este composto, uma vez que reduzem significativamente a sua toxicidade, tornando possível uma terapia mais eficaz em termos de dosagem e forma de aplicação.The growing need to develop new therapies and drugs has increased the research of new materials or even to improve the ones already in use. Thus, the study of new methods of controlled drug delivery has become essential and object of great focus by the scientific community. There are various drug delivery systems currently under study, among these is the class of hydrogels. These are composed of water-soluble polymers, which form macromolecular networks capable of retaining large quantities of water without losing their structure. The purpose of this thesis consists in three main aims. The first is the characterization of new hydrogelating materials based on peptides, which were synthesized as part of an ongoing collaboration with the Center of Chemistry, University of Minho. The second aim focuses in the incorporation of an antitumoral drug derived of thienopyridines, also synthesized as part of an ongoing collaboration with Center of Chemistry, University of Minho. Finally, the third aim is to assess the interaction between hydrogels and models of biological membranes, using liposomal vesicles composed of egg phosphatidylcholine and cholesterol. All parts were carried out using fluorescence spectroscopy and UV-Vis spectroscopy as main techniques. The results obtained demonstrated that fluorescence spectroscopy is a good methodologà toà evaluateà hdogels’à phsialà popeties such as critical aggregation concentration and the influence of pH on gelation, although by itself is not conclusive. In general, the self-assembly of the hydrogelating materials under study showed to be affected by pH and concentration. Considering the topical application of these hydrogels and the efficacy of the antitumoral compound studied in tumor cell lines of melanoma, it is concluded that the hydrogels under study are suitable nanocarriers for this compound, due to significant reduction of toxicity, making possible a more effective therapy in terms of dosage and method of application