Development of amphiphilic block copolymers for gene delivery applications

Abstract

A terapia genética tem tido um crescente interesse devido às suas potencialidades no tratamento de doenças, como o cancro, infeções e até mesmo doenças genéticas. Para que a terapia genética seja bem sucedida, um dos fatores mais importantes é o desenvolvimento de sistemas adequados para a libertação controlada de material genético. Têm vindo a ser desenvolvidos vários métodos de transferência de genes por vetores não virais de modo a superar os problemas de segurança associados aos vetores virais. Os vetores não virais têm diversas vantagens quer na segurança, quer na prevenção da potencial imunogenicidade e toxicidade, permitindo a administração de repetidas doses, e a facilidade no estabelecimento de boas práticas de fabrico.[1] Neste sentido, têm sido amplamente utilizados copolímeros de bloco anfifílicos (ABCs) em aplicações farmacêuticas, como é o caso das tecnologias de libertação controlada em terapia genética. Os ABCs têm sido extensivamente utilizados devido à sua composição química única, a qual é caracterizada por segmentos hidrofílicos e hidrofóbicos que, em solução aquosa são capazes de se auto-agregar em diferentes morfologias.[2] As diversas características presentes nos copolímeros anfifílicos torna-os adequados veículos de entrega de material genético. Devido aos recentes avanços das técnicas de polimerização radicalar por desativação reversível (RDRP) é agora possível sintetizar copolímeros de bloco com estruturas e funcionalidades específicas. Estes permitem o desenvolvimento de sistemas de libertação controlada de fármacos mediada pelo pH, biocompatíveis e de baixa citotoxicidade. A polimerização radical por transferência de átomo (ATRP) é uma das técnicas RDRP mais eficientes, versáteis e robustas. Com o intuito de reduzir a quantidade de cobre necessária para controlar as polimerizações, foram propostas novas alterações no método de ATRP, tais como a polimerização radicalar por transferência de átomo com ativador suplementar e agente redutor (SARA ATRP).[3] Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar novos sistemas poliméricos para entrega de material genético, compostos por copolímeros de bloco que respondem a determinados estímulos: poli(oligo(óxido de etileno) metil éter) metacrilato-bloco- poli[metacrilato de 2-(N-dimetilamino)etil] (POEOMA-b-PDMAEMA), poli(oligo(óxido de etileno) metil éter) metacrilato-bloco-poli(2-diisopropilamino metacrilato de etilo) (POEOMA-b-PDPA). Os copolímeros de bloco POEOMA-b- xii PDMAEMA, POEOMA-b-PDPA, POEOMA-b-(PDPA-co-PDMAEMA) e o homopolímero PDPA foram sintetizados com diferentes pesos moleculares, por um método desenvolvido recentemente, designado SARA ATRP, que utiliza reduzidas concentrações de catalisador (cobre). Os polímeros resultantes foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) e de cromatografia de exclusão molecular (SEC) Diferentes parâmetros como pKa, tamanho e carga superficial das partículas foram avaliados a fim de estudar o potencial destes copolímeros em aplicações biomédicas. Os copolímeros mais promissores foram enviados para o Centro de Investigação de Ciências da Saúde da Universidade da Beira Interior para avaliar as suas capacidades de complexação de genes e citotoxicicdade, obtendo resultados muito promissores. Palavras-chave: RDRP, SARA, ATRP, copolímeros de bloco, copolímeros de bloco sensíveis ao pH, libertação controlada de genes