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Tipo: Dissertação
Título: Anticorpos sintéticos preparados a partir de epítopo do vírus SARS-CoV-2 através da eletrofiação reativa
Autor(es): Ana Eliza Guerra Diniz
primer Tutor: Rodrigo Lambert Oréfice
primer miembro del tribunal : Herman Sander Mansur
Segundo miembro del tribunal: Diego Oliveira Miranda
Resumen: A identificação de patógenos de alto risco, como o SARS-CoV-2, é de grande ajuda no diagnóstico rápido para prevenção e combate a pandemias. “Anticorpos sintéticos” desenvolvidos através de polímeros impressos com moléculas biológicas podem fornecer uma alternativa atraente em comparação aos anticorpos naturais baseados em proteínas (por exemplo, imunoglobulinas) sob condições adversas e extremas, sendo resistentes a variações de pH, temperatura e solventes orgânicos. O objetivo deste trabalho foi produzir “anticorpos sintéticos” baseados no epítopo do vírus SARS-CoV-2 como nanofibras biofuncionalizadas para testar a hipótese de que a elevada área superficial das nanofibras impressas com o epítopo SARS-CoV-2 melhoraria a capacidade de detecção do anticorpo sintético. Para tanto, um peptídeo epítopo SARS-CoV-2 (J5) foi desenhado, simulado através de ferramentas de bioinformática (in silico), e sintetizado como molécula modelo para impressão. Polímeros impressos por epítopos (EIP) baseados em J5 e Polímeros Não Impressos (NIPs) foram preparados com redes poliméricas derivadas de comonômeros de acrilamida e ácido acrílico na forma de amostras “bulk” e fibras eletrofiadas. A albumina sérica bovina também foi utilizada como molécula modelo para a preparação de polímeros de impressão molecular (MIP) para servir como sistema de controle. As nanofibras eletrofiadas EIP foram obtidas usando-se uma configuração de eletrofiação reativa que permite a fotopolimerização e a formação de fibras simultâneas. Imagens MEV, resultados de espectroscopia infravermelha e testes de intumescimento foram realizados, mostrando que amostras “bulk” EIP, MIP, NIP e nanofibras eletrofiadas foram obtidas com sucesso. Testes de religação, nos quais os EIPs, MIPs e NIPs obtidos foram colocados em contato com as moléculas alvo, mostraram que os anticorpos sintéticos obtidos poderiam interagir de forma mais eficiente com as moléculas alvo do que a amostra NIP correspondente. Além disso, a capacidade de religação (Q) de EIP e MIP como nanofibras eletrofiadas mostrou maior capacidade de interação com as moléculas alvo, ou seja, J5 e albumina, respectivamente, do que os mesmos polímeros impressos como amostras “bulk” (Q foi 11923 ± 1762 µg/g quando o epítopo SARS-CoV-2 foi impresso em nanofibras, enquanto Q foi 6065 ± 755 µg/g para amostras “bulk” com as mesmas impressões de epítopo). Os resultados obtidos sugerem que os anticorpos sintéticos baseados na impressão de epítopos em fibras eletrofiadas possuem graus de afinidade e especificidade suficientemente altos para serem considerados candidatos promissores para serem aplicados no projeto de biossensores mais estáveis e acessíveis e outras ferramentas de diagnóstico para doenças, como COVID19.
Abstract: The identification of high-risk pathogens, such as SARS-CoV-2, is of great assist in rapid diagnosis for preventing and fighting against pandemics. Developed “synthetic antibodies” through polymers imprinted with biological molecules can provide an attractive alternative compared to natural antibodies based on proteins (e.g., immunoglobulins) under adverse and hash conditions, being resistant to variations in pH, temperature, and organic solvents. The objective of this work was to produce “synthetic antibodies” based on the SARS-CoV-2 epitope as biofunctionalized nanofibers to test the hypothesis that the high surface area of nanofibers imprinted with SARS-CoV-2 epitope would improve the capability of detection of the synthetic antibody. To this end, a SARS-CoV-2 epitope peptide (J5) was designed, simulated through bioinformatics tools (in silico), and synthesized as a model molecule for imprinting. Epitope-imprinted polymers (EIP) based on J5 and Non-Imprinted Polymers (NIPs) were prepared with polymeric networks derived from acrylamide and acrylic acid comonomers in the form of bulk samples and electrospun fibers. Bovine serum albumin was also used as a model molecule for the preparation of molecular imprinted polymers (MIP) to serve as a control system. EIP electrospun nanofibers were obtained using a reactive electrospinning setup that allows the simultaneous photopolymerization and fiber formation. SEM images, infrared spectroscopy results, and swelling tests were performed, showing that EIP, MIP, NIP bulk samples, and electrospun nanofibers were successfully obtained. Rebinding tests, in which the obtained EIPs, MIPs and NIPs were put in contact with the target molecules, showed that the obtained synthetic antibodies could interact more efficiently with the target molecules than the corresponding NIP sample. Moreover, the rebinding capacity (Q) of EIP and MIP as electrospun nanofibers showed higher capabilities of interacting with the target molecules, i.e., J5 and albumin, respectively, than the same imprinted polymers as bulk samples (Q was 11923 ± 1762 µg/g when SARS-CoV-2 epitope was imprinted in nanofibers, while Q was 6065 ± 755 µg/g for bulk samples with the same epitope imprints). The obtained results suggest that synthetic antibodies based on imprinting epitopes on electrospun fibers have high enough degrees of affinity and specificity to be considered promising candidates to be applied in the design of more stable and accessible biosensors and other diagnostic tools for diseases, such as COVID19.
Asunto: Materiais
Ciência dos materiais
Anticorpos sintéticos de cadeia única
Eletrofiação
Polímeros na medicina
COVID-19 (Doença)
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas
Tipo de acceso: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/74015
Fecha del documento: 19-abr-2024
Aparece en las colecciones:Dissertações de Mestrado

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