NanogeT

Acrónimo: NANOGET

Objetivo temático: O projeto NanogeT pretende ser a vanguarda de uma nova geração de nanossistemas de entrega de genes não virais para transfectar células T

Área Científica: Neurociências e Biologia Celular

Síntese do Projeto: As terapias celulares, nomeadamente as imunoterapias adoptivas, como a imunoterapia de células T geneticamente modificadas, foram estabelecidas como um dos tratamentos mais promissores em cancros não sólidos. Essa abordagem terapêutica usa o próprio sistema imunológico do paciente para reconhecer e eliminar especificamente as células cancerígenas. Embora tenha um grande potencial terapêutico, a manipulação genética baseada em vírus dessas células do sistema imunológico torna-a extremamente dispendiosa e, portanto, um considerável encargo financeiro para os sistemas nacionais de saúde. A utilização de um método de entrega de genes não viral pode ser uma alternativa promissora para reduzir significativamente os custos de produção, uma vez que não requer instalações especiais como as baseadas em vírus exigem. Além disso, o uso de uma plataforma de entrega de genes não viral pode facilitar o processo de produção em larga escala de células do sistema imunológico geneticamente modificadas. Entre os diferentes vetores não virais, os baseados em polímeros catiónicos têm-se vindo a destacar devido aos fáceis e simples procedimentos de síntese e de modificação e à multiplicidade de monómeros que fazem variar a composição, arquitetura e peso molecular dos polímeros, como nosso grupo tem vindo a reportar. Portanto, é possível criar um polímero catiónico à medida e deste modo atenda perfeitamente às necessidades do nanossistema de entrega de genes, embora alguns polímeros catiónicos estejam associados a alguma toxicidade. Para preencher esta lacuna, tem sido explorada a conjugação dos polímeros catiónicos com componentes ubíquos de sistemas biológicos, como os carbohidratos. Tipicamente, o polímero catiónico interage com as cargas negativas do ácido nucleico através de interações eletrostáticas formando um complexo polímero/ácido nucleico vulgarmente denominado por poliplexos. Este tipo de nanossistemas permite uma fácil libertação do ácido nucleico, mas, ao mesmo tempo, enfrenta também problemas de estabilidade, uma vez que a interação com macromoléculas biológicas, como as proteínas séricas, pode destabilizá-los. Uma estratégia integrativa que reúna os principais requisitos do processo de transfeção usando (i) um material desenhado à medida que seja biocompatível e acessível, (ii) um sistema de entrega de genes estável e eficiente e (iii) aplicando um procedimento fácil que não requeira instalações especializadas, ainda é necessário para se obter por meio de um processo de fabricação acessível a todos células T geneticamente modificadas por métodos não virais com padrão clínico. O projeto NanogeT pretende ser a vanguarda de uma nova geração de nanossistemas de entrega de genes não virais para transfectar células T através de: (i) formação de glicocopolímeros catiónicos bem definidos; (ii) combinar esses glicopolímeros catiónicos com um agente químico reticulante que responda a estímulos redox e que seja auto-imolativo, e um plasmídeo de ADN em um nanogel preparado por um protocolo simples e com propriedades físico-químicas e biológicas meticulosamente ajustadas. O NanogeT explorará esses princípios para desenvolver uma nanoplataforma versátil capaz de obter células T empregando: (i) a síntese de glicocopolímeros catiónicos usando a técnica de polimerização radicalar controlada/"viva" para um total controlo da estrutura polimérica final. Isso permitirá obter glicocopolímeros catiónicos baseados em um monómero de amina primária e um monómero derivado de ácido lactobiónico com diferentes pesos moleculares, composições (relação catiónico/carbohidrato) e distribuição da composição (copolímero estatístico ou em bloco); (ii) a preparação de nanogéis responsivos a estímulos redox, através de um protocolo pronto para uso, contendo ligações autoimolativas obtidas pela reação entre as aminas primárias dos glicocopolímeros e um agente reticulante contendo grupos 4-nitrofenilcarbonato para transportar pDNA. Esta nanoplataforma permitirá o transporte estável do pDNA para o núcleo já que a maior concentração de glutationa no núcleo fará com que o nanogel se destrua e libertará eficazmente o DNA no local alvo; (iii) um protocolo de transfecção fácil de implementar para células T com os nanogéis desenvolvidos. A prova de conceito se concentrará na engenharia genética de células T primárias. Portanto, combinando esses elementos e tecnologias, o NanogeT propõe caixas de ferramentas exclusivas e acessíveis para a engenharia de células T. Com este conceito inovador, espera-se abrir caminho para resolver alguns dos principais desafios enfrentados pelas imunoterapias celulares: custo e disponibilidade. Além disso, o nanogel desenvolvido pode servir como uma ampla plataforma para a engenharia genética de outros tipos de células. Uma vez superados os desafios do NanogeT, o nosso nanomaterial tem o potencial de ser excepcionalmente recompensador para as comunidades científica e médica.

Área de intervenção: Ciências da Engenharia e Tecnologias

Investigador Responsável na UC: Rosemeyre Amaral Cordeiro

Unidade Orgânica UC: Reitoria (CNC)

Instituições participantes no Projeto: Universidade de Coimbra

Instituição Financiadora/Gestora: Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) - OE

Programa de Financiamento: Programa Austin Portugal – 2022

Período de execução: 01/06/2024 a 31/05/2025 (12 meses)

Custo total elegível (EUR): 50.000,00€

Apoio financeiro da UE: N.A.

Apoio financeiro público nacional: 50.000,00€

Técnico do Projeto: Catarina Morais

Contacto: catarina.morais@uc.pt | (+351) 239 247 025 (Ext: 210025)