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Publication
Dendrimers: the fluorination approach
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 6.43 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
The developmentsin materialsscience have provided new approaches for the detection, diagnosis
and treatment of several diseases. Dendrimers have been intensively studied for their unique
properties as probes and drug/gene delivery vehicles, mainly due to their multivalency and possibility
of surface functionalization with a wide variety of compounds.
This thesis aimed at the functionalization of generation four amine-terminated poly(amidoamine)
(PAMAMG4-NH2) dendrimers with the compound 2,3,5,6-tetrafluoro-4-hydroxybenzoic acid (TFHBA)
for the obtention of new gene delivery vectors having increased transfection efficiency and high
cytocompatibility, taking advantage of the “fluorine effect”. The traceability potential of this system
using 19F-TFHBA in nuclear magnetic resonance, although not studied in the present thesis, was also a
significant reason for the developed work. The functionalization of the PAMAMG4-NH2 dendrimer was
performed with two functionalization degrees using TFHBA/dendrimer ratios of 32.5 and 64.5. A
control using 4-hydroxybenzoic acid (HBA), the non-fluorinated counterpart of TFHBA, was also used
at the same functionalization degrees. Several techniques were applied for the characterization of the
synthesized materials, such as Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Fourier Transform Infrared (FTIR),
Ultraviolet/Visible (UV/Vis), and fluorescence spectroscopies, as well as Dynamic Light Scattering (DLS)
and Electrophoretic Light Scattering (ELS), to confirm the success of the conjugation. Biological studies
of the prepared compounds were performed, too, namely cytotoxicity, pDNA condensation and charge
neutralization capability, and transfection efficiency.
The functionalization of PAMAMG4-NH2 dendrimers with TFHBA and HBA at both functionalization
degrees was achieved successfully. Compared to pristine PAMAMG4-NH2, the functionalized
dendrimers presented lower cytotoxicity, similar pDNA condensation ability, and better transfection
efficiency in HEK293T cells. Based on the obtained data, no significant differences were observed
between the TFHBA and HBA functionalized dendrimers as transfection agents.
O desenvolvimento da ciência dos materiais providenciou novas técnicas para a deteção, diagnóstico e tratamento de várias doenças. Os dendrímeros têm sido amplamente estudados pelas suas propriedades de sensor únicas e de veículos de entrega de drogas/genes, devido sobretudo a sua multivalência e possibilitarem a funcionalização da sua superfície com uma variedade de compostos. O objetivo principal desta tese é a funcionalização de dendrímeros de poli(amidoamina) de quarta geração (PAMAMG4-NH2) com o ácido 2,3,5,6-tetrafluoro-4-hidroxilbenzóico (TFHBA) para a obtenção de novos vetores para a entrega de genes que possuam uma elevada eficiência de transfecção e citocompatibilidade, tirando vantagens do “efeito do flúor”. A possibilidade de utilizar ressonância magnética nuclear 19F-TFHBA nestes sistemas, dotando-os de um potencial de rastreabilidade, embora não estudada na corrente tese, foi, também, uma razão importante para o desenvolvimento deste trabalho. A funcionalização do dendrímero PAMAMG4-NH2 foi realizada com dois graus de funcionalização distintos usando rácios de TFHBA/dendrímero de 32.5 e 64.5. Foi, também, utilizado um controlo com o ácido 4-hidroxibenzóico (HBA), o homólogo não fluorado do TFHBA. Várias técnicas de caracterização foram usadas para a caracterização dos materiais sintetizados, tais como, espectroscopias de RMN, FTIR, UV/Visível e fluorescência, bem como DLS/ELS, para a confirmação do sucesso da conjugação. Estudos biológicos foram também efetuados, nomeadamente citotoxicidade, capacidade condensação e neutralização de carga do pDNA, e eficiência de transfecção. A funcionalização do dendrímero PAMAMG4-NH2 com o TFHBA e o HBA em ambos graus de funcionalização foi bem-sucedida. Comparado com o dendrímero de PAMAMG4-NH2 nativo o dendrímero funcionalizado apresenta menor citotoxicidade, condensação e neutralização de carga do pDNA similar, e revela uma melhor eficiência de transfecção em células HEK293T. Até ao momento, e baseado nos resultados obtidos, não se denota quaisquer diferenças significativas entre o dendrímero funcionalizado com TFHBA e HBA como veículos de transfecção.
O desenvolvimento da ciência dos materiais providenciou novas técnicas para a deteção, diagnóstico e tratamento de várias doenças. Os dendrímeros têm sido amplamente estudados pelas suas propriedades de sensor únicas e de veículos de entrega de drogas/genes, devido sobretudo a sua multivalência e possibilitarem a funcionalização da sua superfície com uma variedade de compostos. O objetivo principal desta tese é a funcionalização de dendrímeros de poli(amidoamina) de quarta geração (PAMAMG4-NH2) com o ácido 2,3,5,6-tetrafluoro-4-hidroxilbenzóico (TFHBA) para a obtenção de novos vetores para a entrega de genes que possuam uma elevada eficiência de transfecção e citocompatibilidade, tirando vantagens do “efeito do flúor”. A possibilidade de utilizar ressonância magnética nuclear 19F-TFHBA nestes sistemas, dotando-os de um potencial de rastreabilidade, embora não estudada na corrente tese, foi, também, uma razão importante para o desenvolvimento deste trabalho. A funcionalização do dendrímero PAMAMG4-NH2 foi realizada com dois graus de funcionalização distintos usando rácios de TFHBA/dendrímero de 32.5 e 64.5. Foi, também, utilizado um controlo com o ácido 4-hidroxibenzóico (HBA), o homólogo não fluorado do TFHBA. Várias técnicas de caracterização foram usadas para a caracterização dos materiais sintetizados, tais como, espectroscopias de RMN, FTIR, UV/Visível e fluorescência, bem como DLS/ELS, para a confirmação do sucesso da conjugação. Estudos biológicos foram também efetuados, nomeadamente citotoxicidade, capacidade condensação e neutralização de carga do pDNA, e eficiência de transfecção. A funcionalização do dendrímero PAMAMG4-NH2 com o TFHBA e o HBA em ambos graus de funcionalização foi bem-sucedida. Comparado com o dendrímero de PAMAMG4-NH2 nativo o dendrímero funcionalizado apresenta menor citotoxicidade, condensação e neutralização de carga do pDNA similar, e revela uma melhor eficiência de transfecção em células HEK293T. Até ao momento, e baseado nos resultados obtidos, não se denota quaisquer diferenças significativas entre o dendrímero funcionalizado com TFHBA e HBA como veículos de transfecção.
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Keywords
Dendrimers Nanoquímica Nanomateriais Dendrimers Nanochemistry Nanomaterials Fluorination Nanochemistry and Nanomaterials . Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia