Modulation of induced pluripotent stem cells differentiation by carbon nanotube templates

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Modulation of induced pluripotent stem cells differentiation by carbon nanotube templates

As celulas estaminais pluripotentes induzidas (iPSC) sao obtidas artificialmente a partir de celulas nao-pluripotentes (tipicamente celulas somaticas adultas) atraves da expressao forcada de factores de transcricao [1] ou microRNAs [2] associados geralmente a celulas estaminais. As iPSC exibem muitas das caracteristicas tipicas de celulas estaminais embrionarias (ESC) pois alem de se diferenciarem em celulas “maduras”, tambem revelam elevada actividade da enzima telomerase, expressam marcadores de superficie e factores de transcricao caracteristicos de ESC e formam corpos embrioides in vitro e teratomas in vivo.

O desenvolvimento de terapias personalizadas das celulas iPSC requer o uso de plataformas tecnologicas para uma rapida diferenciacao de celulas estaminais em meios que nao envolvam contacto com componentes animais. Este desafio ainda nao foi ultrapassado pelos protocolos relatados na literatura. Neste projecto enfrentaremos este problema usando substratos revestidos com nanotubos de carbono funcionalisados (fCNTs) para manipular o programa de diferenciacao das iPSC em celulas neurais. A combinacao de caracteristicas como a facilidade de incorporarem uma elevada densidade de peptidos para diferenciacao neural, a sua topografia e a sua condutividade electrica fazem dos nanotubos de carbono uma excelente plataforma para a inducao da diferenciacao neural de iPSC. Apesar de existir um pequeno numero de trabalhos que evidenciam o beneficio da utilizacao de nanotubos de carbono para a inducao da diferenciacao neural de celulas estaminais embrionarias [3] e celulas estaminais neurais [4] (todavia sempre em meios com componentes animais), ate ao momento nao existe qualquer estudo que mostre as vantagens desta tecnologia na diferenciacao de iPSC.

Para a prossecucao deste objectivo e necessaria a criacao de sinergias entre especialistas das areas de Engenharia de Materiais, Quimica e Biologia Celular. Para o efeito estabeleceu-se uma parceria entre tres unidades de investigacao onde estas valencias estaopresentes: o grupo de materiais provem da Universidade de Aveiro (UA) e possui competencias no crescimento de CNTs usando tecnicas de deposicao quimica em fase vapor (CVD); a equipa do Departamento de Quimica da Universidade do Minho (UM), que tem explorado diferentes estrategias de funcionalizacao de CNTs; e a equipa do Biocant, centro de investigacao em Biotecnologia, com valencias na expansao e diferenciacao de celulas estaminais pluripotentes.

Universidade do Minho (UM)
Maria Fernanda Proença (local PI) – CQUM
Rui Araújo – CQUM

Universidade de Aveiro (UA)
Margarida Amaral (PI) 
Mário Grãos - BIOCANT

  • Início e Fim

    2012-01-01 – 2015-01-01
  • Entidade Financiadora

    PTDC/CTM-NAN/119184/2010
  • Financiamento

    Global - 131 024 EUR
    CQUM – 23 518 EUR
  • Beneficiário Principal

    Universidade de Aveiro (UA)