Defesa de Tese de Doutorado – Heloísa Bremm Madalosso
No dia 18/03/2025, a pesquisadora Heloísa Bremm Madalosso realizou a defesa de sua tese de doutorado, intitulada “From Biomedical Applications to Cell Mimicking in Synthetic Biology Systems: unveiling the potential combination of polymers and biomolecules”, sob a orientação da Prof.ª Dr.ª Claudia Sayer, Prof. Dr. Pedro Henrique Hermes de Araújo e Prof.ª Dr.ª Camila Guindani.
A seguir, apresentamos o resumo desta pesquisa.
“A integração da química de polímeros e da bioquímica tornou-se um ponto focal no avanço dos biomateriais para aplicações biomédicas. Os polímeros sintéticos têm sido amplamente investigados como blocos de construção para o desenvolvimento de biomateriais voltados para engenharia de tecidos, nanocarregadores para entrega específica e direcionada, e para a montagem de protocélulas sintéticas, como polimerossomas e coacervados. Na biologia sintética, protocélulas derivadas de polímeros têm inspirado aplicações biotecnológicas e biomédicas. Os polímeros sintéticos surgiram como ferramentas valiosas para mimetizar o comportamento de componentes biológicos.
Este trabalho explorou as interações entre polímeros sintéticos e biomoléculas, com foco no desenvolvimento de dispositivos biomédicos, como scaffolds para engenharia de tecidos e nanocarregadores para liberação de fármacos, além da mimetização de funções celulares eucarióticas por meio da montagem de polimerossomas e coacervados.
Sintetizamos um novo copoliéster insaturado, poli(globalida-co-ω-pentadecalactona) (PGlPDL), por meio de polimerização por abertura de anel catalisada por enzima em solução. A caracterização do copolímero revelou sua adequação para o design de scaffolds, especialmente para regeneração óssea. A funcionalização com cisteína e a subsequente bioconjugação com colágeno melhoraram significativamente as propriedades do scaffold, resultando em um aumento de 85% na viabilidade celular e um aumento de 75% na mineralização com pré-osteoblastos.
Além disso, investigamos o papel da água na síntese do PGlPDL comparando polimerização em solução e miniemulsão. A polimerização em miniemulsão produziu polímeros com menores pesos moleculares, o que os torna promissores para aplicações como nanocarregadores devido à sua baixa cristalinidade. Duas estratégias de bioconjugação com ácido fólico foram desenvolvidas para liberação direcionada de fármacos, incorporando com sucesso biomoléculas na superfície das nanopartículas.
Posteriormente, avaliamos a interação entre peptídeos de cadeia curta e o copolímero dibloco PB22-b-PEO14 através da criação de polimerossomas contendo o tripeptídeo fenilalanina-fenilalanina-metionina encapsulado. Interações supramoleculares entre o copolímero anfifílico e o peptídeo levaram à autodivisão dinâmica dos polimerossomas, formando protocélulas multicompartmentalizadas em resposta a estímulos citosólicos, o que potencializa suas aplicações biotecnológicas.
Por fim, nanopartículas de PGlPDL bioconjugadas com ácido fólico, combinadas com um par polieletrólito, foram empregadas na montagem de coacervados multivacuolados que mimetizam modelos de protocélulas multicompartmentalizadas. O processo mostrou-se responsivo a mudanças ambientais, e o transporte molecular foi regulado pela quantidade de nanopartículas anfifílicas bioconjugadas empregadas no sistema, sugerindo aplicações na liberação direcionada de fármacos.
Ao explorar diferentes interações entre polímeros e biomoléculas, esta pesquisa integra química de polímeros e bioquímica, estabelecendo uma plataforma versátil de biomateriais que impulsiona a engenharia biomédica e fornece insights sobre processos biotecnológicos que emulam sistemas semelhantes a células”.
Parabéns a pesquisadora Heloísa Bremm Madalosso pela bem-sucedida defesa de sua tese de doutorado!
