In vitro blood-brain barrier models to predict the permeation of gene therapy vectors into the brain

A terapia génica tem-se revelado uma alternativa relevante no tratamento de doenças neurodegenerativas (DN). Contudo, a entrega de vetores para transferência génica no cérebro representa ainda um enorme desafio devido à presença da barreira hemato-encefálica (BHE). A BHE é uma interface dinâmica e seletiva entre o sangue e o cérebro, constituída pelas células endoteliais cerebrais, astrócitos e pericitos, desempenhando um importante papel na regulação da homeostasia cerebral. A BHE representa um dos maiores obstáculos no tratamento de DN, uma vez que esta barreira impede o transporte para o cérebro da maioria das moléculas terapêuticas, incluindo os vetores para terapia génica. Embora tenham sido desenvolvidos diferentes modelos in vitro da BHE de forma a avaliar o transporte de fármacos através da BHE, muito poucos foram criados com o intuito de testar a permeabilidade desta barreira a vetores de terapia génica. O presente trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento e a avaliação de modelos in vitro de BHE que permitam a investigação da capacidade dos vetores de terapia génica de penetrarem no cérebro. No nosso estudo, foram testados diferentes modelos in vitro de BHE em monocultura, constituídos por células endoteliais de rato ou murganho (RBE4 e bEnd3, respetivamente), e modelos de co-cultura, que combinam células endoteliais com células neuronais (Neuro2a) ou astrócitos primários, cultivados num sistema transwell. Para caraterizar estes modelos foram realizados testes de permeabilidade e de resistência elétrica transendotelial, bem como estudos baseados na técnica de PCR quantitativo e na imunocitoquímica das proteínas das junções intercelulares. Verificámos que os modelos baseados na cultura de células bEnd3 e células neuronais ou astrócitos apresentavam as melhores propriedades de barreira. Posteriormente foi avaliada nos modelos selecionados a penetração de um vetor não-viral que reconhecidamente tem a capacidade de atravessar in vivo a BHE: o peptídeo da glicoproteína do vírus da raiva (RGV-9r). Os siRNAs marcados com um fluoróforo e acoplados ao peptídeo RVG-9r foram capazes de penetrar eficientemente as células bEnd3, localizadas no lado luminal do insert, via endocitose mediada por recetores, e ainda de penetrar os astrócitos ou células neuronais, previamente cultivadas no lado abluminal. Estes resultados correlacionam-se, de forma clara, com os resultados previamente descritos em estudos in vivo. Em conclusão, os modelos in vitro de BHE baseados na co-cultura de células bEnd3 com células Neuro2a ou astrócitos, têm grande potencial na seleção de candidatos a vetores de terapia génica para o cérebro, uma vez que apresentam importantes características da BHE e se baseiam num método fácil e reprodutível. Tal facto representa uma promessa significativa para a identificação de novas estratégias de terapia génica não invasiva para o tratamento de doenças neurológicas.

DLTS investigation of acceptor states in P3MeT Schottky barrier diodes

Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) has been used to investigate hole traps in the depletion region of Schottky barrier diodes formed from electropolymerised poly(3-methylthiophene). The capacitance transients appear to be composed of a fast and a slow component. Analysis of the slower component using the ''rate window'' technique yields isochronal differential capacitance curves that depend on temperature in the manner predicted by theory.

Charge transport in poly(3-methylthiophene) schottky barrier diodes

Schottky-barrier devices were formed from electropolymerised films of poly (3-methylthiophene) (PMeT). Thermal annealing of a partially undoped film led to diodes with rectification ratios as high as 5900 at 1 V and 50,000 at 2.5 V and ideality factors slightly above 2. The temperature dependence of ac loss tangent and forward currents are identical suggesting that bulk effects dominate device behaviour event at very low forward voltages. Below 250 K forward currents are essentially independent of temperature. Preliminary TSC measurements show the presence of at least two trapping levels in the devices. © 1993.

Photocurrents in P3MeT Schottky barrier diodes

The photocurrent action spectrum of a Schottky diode formed from electrodeposited poly(3-methylthiophene) is shown to follow closely the UV-visible absorption spectrum. At low forward bias, the peak photocurrent asymptotes to the expected square-root dependence on total potential, V-t, across the depletion region. At high reverse bias the superlinear dependence of the photocurrent on V-t suggests that internal photoemission from the rectifying aluminium electrode may be the dominant process.

Schottky barrier diodes from semiconducting polymers

Schottky barrier diodes based on Al/poly(3-methylthiophene)/Au have been fabricated and their electrical behaviour investigated. I-V characteristics revealed a dependence on the fabrication conditions, specifically on the time under vacuum prior to evaporation of the rectifying contact and post-metal annealing at elevated temperature. The available evidence is consistent with the formation of a thin insulating layer between the metal and the polymer following these procedures. Long periods under vacuum prior to deposition of the aluminium electrode reduced the likelihood of such a layer forming. Capacitance-voltage plots of the devices were stable to voltage cycling, so long as the forward voltage did not exceed similar to 1 V. Above this a small degree of hysteresis was observed, which is attributed to the filling/emptying of interface states or traps in the polymer.