Sistemas de nanopartículas híbridas para veiculação de DNA

Abstract

Com o simultâneo desenvolvimento dos nanomateriais e da biologia molecular, a interface bionano traz várias aplicações das nanopartículas hibridas para a nanomedicina. As nanopartículas hibridas não só apresentam propriedades de componentes individuais como também demonstram ter efeitos sinérgicos para aplicações especializadas. O desenvolvimento de nanopartículas hibridas para marcar células alvo e para diagnósticos e terapêuticas de várias doenças, tem vindo a tornar-se de grande interesse na nanomedicina. Os nanomateriais podem ser categorizados em diferentes formas, tamanhos e componentes. Ajustando estes aspetos, podem ser geradas novas propriedades nos nanomateriais para aplicações especificas. A integração de moléculas biológicas com nanomaterial, traz-nos novas prospeções para a nanotecnologia no futuro da medicina. Nanopartículas com o tamanho e características adequadas, têm vindo a ser produzidas para a veiculação sistémica e intracelular.

Esta pesquisa foca-se no fabrico de novas classes de nanopartículas hibridas que são desenhadas para maximizar a entrega de DNA em células alvo, levando ao aumento da eficácia e redução dos efeitos secundários. A entrega de ácidos nucleicos, como o DNA, é promissora para o tratamento de diversas doenças, incluindo cancro, por desenvolver um novo mecanismo biológico de ação. Nanopartículas não virais, são uma classe promissora de transportadores de ácido nucleicos, que podem ser desenhados para serem seguros e mais versáteis do que os vetores virais tradicionais.

Neste artigo, são descritos os avanços mais recentes na entrega do DNA focando-se nos métodos de entrega das nanopartículas. As propriedades do material que têm permitido uma entrega com sucesso, são discutidas, tal como as aplicações que têm sido utilizadas na terapia do cancro. Estratégias de co-entrega de diferentes ácidos nucleicos têm se destacado tal como novos alvos, para co-entrega de ácidos nucleicos.

A inovação continuada de novas formas terapêuticas com recurso à nanotecnologia tem como alvos específicos e formas personalizadas de terapia genética no desenvolvimento de medicamentos genéticos para tratamento do cancro.

Together with the simultaneous development of nanomaterials and molecular biology, the bionano interface brings about various applications of hybrid nanoparticles in nanomedicine. The hybrid nanoparticles not only present properties of the individual components but also show synergistic effects for specialized applications. The development of advanced hybrid nanoparticles for targeted and on demand diagnostics and therapeutics of diseases has rapidly become a research topic in nanomedicine. Nanomaterials can be categorized into different shapes, sizes, and material components. By tuning of these aspects, new properties of nanomaterials can be generated for specific applications. In particular, the integration of biological molecules with nanomaterial is highly expected to bring about new prospects for nanotechnology in future medicine. Nanoparticles with a suitable size range have been fabricated for blood circulation and cell uptake.

The research focus is to produce novel classes of programmable hybrid nanoparticles that are precisely engineered to maximize DNA delivery in target cells, leading to enhanced efficacy and reduced secondary effects. The delivery of nucleic acids such as DNA is promising for the treatment of many diseases, including cancer, by enabling novel biological mechanisms of action. Non-viral nanoparticles are a promising class of nucleic acid carriers that can be designed to be safer and more versatile than traditional viral vectors.

In this review, recent advances in the intracellular delivery of DNA are described with a focus on hybrid nanoparticle-based delivery methods. Material properties that have enabled successful delivery are discussed as well as applications that have directly been applied to cancer therapy. Strategies to co-deliver different nucleic acids are highlighted, as are novel targets for nucleic acid co-delivery.

The continued innovation of new therapeutic modalities and nanotechnologies to provide target-specific and personalized forms of gene therapy hold promise for genetic medicine to treat diseases like cancer in the clinic.