Seminário

Lipid and polymer-based nanoparticles for gene delivery

Using colloidal science and microfluidics to control particle size and structure

Transmissão através de Videoconferência

Por Bruno Silva (International Iberian Nanotechnology Laboratory, Braga, Portugal).

Lipid-based nanoparticle systems such as liposomes, lipid-DNA complexes (i.e. lipoplexes), lipid-polymer-DNA complexes (lipopolyplexes) and cubosomes, hold the promise of becoming efficient drug and gene delivery systems for therapeutic applications [1]. Nevertheless, while many recent advances have led to special targeting functions and controlled release of the drugs, there are still strong limitations at the level of controlling the structures and sizes of particles. In this lecture, I will show three examples of ongoing research at our group aimed at addressing these challenges. Namely how we can use colloidal science, advanced characterization methods and microfluidic devices to control the structure and the size of soft self-assembled nanoparticles.

In the first part I will introduce a new methodology based on Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy (FCCS) that is ideally suited to characterize complex formulations involving multiple components such as lipoplexes and lipopolyplexes. Starting with the first case, by labeling lipids and DNA with two spectrally-resolved fluorescent dyes, FCCS can follow the correlations between the motions of liposomes and DNA as they diffuse in-and-out of a confocal volume. Hence the cases where lipids and DNA move together in the same particles can be distinguished from those where they move independently. This approach allows us not only to quantify the extent of association between liposomes and DNA to form the new nanoparticles, but also to quantify the average number of plasmid DNA molecules encapsulated per nanoparticle, which is a therapeutically-relevant parameter [2].

In the second part of this talk, I will talk about lipopolyplexes, which are core-shell nanoparticles composed of a polycation-DNA core enveloped by a lipid membrane. Also here FCCS provides unprecedented information about the interactions between the different formulation components, which are crucial to understand the assembly process of these systems. With this information, the assembly process of the formulations and their respective structures can be optimized towards more efficient systems [3]. In the third part of this talk, I will show how microfluidic chips (devices that involve precise control and manipulation of fluids under sub-millimeter confinement), can be used to manipulate the assembly of soft materials at the micro/nano-scale and lead to the formation of particles of customized size [4,5]. In particular, we employ a solvent-exchange strategy using a microfluidic device to achieve rapid and controlled mixing of monoolein and water, obtaining cubosomes of tunable size and low polydispersity. By manipulating the ratio between the flows of water and an ethanol-monoolein solution, we were able to tune the size of the cubosome nanoparticles within a range of 90-280 nm, achieving smaller sizes when increasing the flow rate ratio of water to monoolein. Cubosomes are promising vehicles for drug delivery, and the ability to customize their size opens the way to new therapeutic possibilities.

References:
[1] R Gaspar, F. Coelho, B.F.B. Silva, “Lipid-Nucleic Acid Complexes: Physicochemical Aspects and Prospects for Cancer Treatment” Molecules. 25, 2020, 5006 [Link]
[2] A.I. Gómez-Varela, R. Gaspar, A. Miranda, J.L. Assis, R.R.H.F. Valverde, M. Einicker-Lamas, B.F.B. Silva, P.A.A. De Beule, “Fluorescence Cross‐Correlation Spectroscopy as a valuable tool to characterize cationic liposome‐DNA nanoparticle assembly” J. Biophotonics 2020, doi:10.1002/jbio.202000200 [Link]
[3] J.L. Paris, R. Gaspar, F. Coelho, P. De Beule, B.F.B. Silva, MS. in preparation
[4] A. Jahn, S. M. Stavis, J. S. Hong, W. N. Vreeland, D. L. DeVoe, M. Gaitan, “Microfluidic mixing and the formation of nanoscale lipid vesicles” ACS Nano, 4, 2010, 2077–2087
[5] C. Ferreira, M. Barros, D. Gomes, C. Botelho, A. Chícharo, E. Real Oliveira, B.F.B. Silva, MS. in preparation


Transmissão em direto via Zoom.

11h00-12h00
CFTC - Centro de Física Teórica e Computacional
Título/data/local do evento, logótipos da Rede MAR/ULisboa e fotografia de zona costeira

Quais são os conceitos-chave para enfrentar os atuais desafios marinhos e costeiros? 

Geometry and Physics Seminar, por Ángel González Prieto (Univ. Complutense, Madrid).

Título/data/local/orador do evento e fotografia de arquivo de pessoas em S. Tomé e Príncipe

Seminário E3GLOBAL, por João Moreira da Silva (University of Cambridge).

Pormenor de duas pessoas a trabalharem em frente a um ecrã de computador

Ações de formação com o objetivo de desenvolver conhecimentos que permitam aos interessados a apresentação de candidaturas a oportunidades de financiamento disponibilizadas pelos programas European Innovation Council (EIC), European Research Council (ERC) e Horizon Europe (HE).

Seminário Permanente de Filosofia das Ciências, por Silvia Di Marco (CFCUL).

Colóquio de Matemática, por Giulio Ruzza (Universidade de Lisboa).

Título/data/local do evento, sobre representação histórica da cidade de Lisboa

Um projeto que torna acessível a um público alargado a investigação desenvolvida no Centro Interuniversitário da História da Ciência e da Tecnologia (CIUHCT).

Feixes luminosos

Envio de propostas até 20 de junho.

Seminário "Ásia-Europa, 1500-1800", por Ricardo Roque (ICS-ULisboa), Matheus Serva Pereira (ICS-ULisboa) e José Miguel Moura Ferreira (IHC-UNL).

Seminário do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, por Rui Santos (ISEL / CFTC-UL / LIP).

Título/data/local do evento e pormenor de ilustração do livro

Um livro composto por um ensaio da historiadora e professora Ana Simões e uma banda desenhada da artista Ana Matilde Sousa, concebido como complemento à exposição E3 - Einstein, Eddington, e o Eclipse.

Título/data do evento e fotografia do orador

TWIN2PIPSA Expert Seminar, por Danny Hatters (The University of Melbourne).

An opportunity to get acquainted with some of the most promising contemporary topics in the exciting interdisciplinary area of scientific culture: the interactions of mathematics and music.

Título/data/local/orador do evento e representação da mente humana

Minicurso por Heliton Tavares (Universidade Federal do Pará, Brasil).

Título/data/local do evento e imagem representativa de pessoa a trabalhar num mundo tecnológico

As Jornadas Científicas 2024 da Universidade de Lisboa são dedicadas ao tema “Impacto Atual e Futuro da Inteligência Artificial no Trabalho”.

Pessoa ajoelhada no hall de edifício pejado de luzes

Ação de formação para docentes e investigadores de Ciências.

Título/data/local do evento, sobre a Tabela Periódica

This year's program will cover two plenary sessions hosted by Susete Pinteus and Hugo Miranda, complemented by oral presentations, flash talks, and poster communications. Finally, a round table discussion will take place at the end of our meeting.

Seminário do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, por Paschal Coyle (Centre de Physique de Particules de Marseille).

Seminário Helena Avelar de Astronomia e Astrologia Antiga, por Stephen Johnston (History of Science Museum, University of Oxford).

Logótipo do prémio

As candidaturas à 11.ª edição decorrem até 28 de junho.

Título/data do evento e fotografia da oradora

TWIN2PIPSA Expert Seminar, por Isabelle Landrieu (Lille University, Inserm, Institute Pasteur de Lille Research Department U1167).

Vai realizar-se em Lisboa, nos dias 28 e 29 de junho de 2024, o 37.º Encontro do Seminário Nacional de História da Matemática.

Logótipo Moodle

Ação de formação para docentes e investigadores de Ciências.

Logótipo do Verão na ULisboa, sobre um fundo amarelo

Uma oportunidade única de conheceres e experimentares o ritmo e o espírito da vida académica!

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O maior evento anual na área da ciência e da tecnologia em Portugal.

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