Synthesis of cationic block copolymers by reversible deactivation radical polymerization for gene delivery

• Main Author: Lima, Mafalda Silva de
• Publication Date: 2016
• Format: Master thesis
• Language: eng
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: https://hdl.handle.net/10316/33163
• topic: Engenharia biomédica; Polímeros; Copolímeros; Terapia genética; Espectroscopia

O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar copolímeros catiónicos bem--definidos para aplicações de entrega de material genético através de técnicas de RDRP. Foi também um objetivo deste estudo a avaliação de diferenças na velocidade de reação e controlo sobre a polimerização de MA por SARA ATRP, quando se utiliza THF, 2-MeTHF ou CPME. Dois conjuntos principais de copolímeros em bloco bem-definidos foram sintetizados para os ensaios de entrega de genes: copolímeros de base PAMPTMA, com ênfase nos copolímeros em bloco PEG45-b-PAMPTMAn, via SARA ATRP, e polímeros de base PAMA, com ênfase nos copolímeros em bloco PEG45-b-PAMAn, via ARGET ATRP com adição lenta de AscA como agente redutor. Os diferentes copolímeros foram testados na linha celular COS-7. Todos os copolímeros de base PAMPTMA não mostraram qualquer eficiência de transfeção. Teoriza-se que estes inesperados resultados possam ser devidos a diferentes motivos: (i) à incapacidade do poliplexo entrar na célula; (ii) à descarga sem êxito do poliplexo; (iii) à eventual citoxicidade do polímero. Contudo, as amostras de PEG45-b-PAMAn evidenciaram resultados promissores, tendo elevadas eficiências de transfeção, especialmente na presença de sérum. Mais ainda, com as amostras de base PAMA foi possível estabelecer correlações importantes relativas às vantagens da utilização de PEG na composição do poliplexo. De modo a cumprir o segundo propósito deste trabalho, a atividade do sistema catalítico metálico [CuBr2]0/[Me6TREN]0/Cu(0) foi avaliada para a polimerização de MA a 30 °C, usando solventes que pertencem à mesma família, mas que têm polaridades diferentes, nomeadamente THF, 2-MeTHF ou CPME. Os resultados cinéticos não apresentaram diferenças significativas entre as velocidades de reação, independentemente da mistura de solventes usada, havendo uma grande proximidade entre os pesos moleculares teóricos e experimentais. Contudo, a perda evidente de controlo observada a altas conversões de monómero levantou dúvidas sobre a estabilidade do sistema. Outras investigações foram feitas através de extensões de cadeia, onde a presença de cadeias mortas foi confirmada pela existência de um ombro de macroiniciador em cada traço de SEC das amostras estendidas de PMA-Br. Todavia, a percentagem de cadeias mortas estava dentro do espectável, para um sistema SARA ATRP. Estudos posteriores foram feitos com espectroscopia UV com o objetivo de observar eventuais diferenças na redução de CuBr2 entre as misturas de solventes investigadas para o SARA ATRP do MA. Porém, para todos os sistemas estudados, verificou-se uma inesperada subida do pico de máxima absorvância, assim como um desvio sucessivo deste para comprimentos de onda menores, durante o tempo de reação. De modo a melhor compreender os dados obtidos, estudos posteriores serão necessários.