Internship Reports and Monograph entitled "Stem Cell Membrane-Coated Nanosystems for Biomedical Applications"

Abstract

A realização de um estágio curricular em Farmácia Comunitária é parte integrante do plano de estudos do Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas, pelo que estagiei na Farmácia Dias Amaral. Para além disso, é dada a possibilidade de realizar um estágio numa área que desperte o nosso interesse, de acordo com o qual, optei por realizar estágio no Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra, EPE. De modo a proceder à descrição e análise dos estágios realizados são apresentados dois relatórios segundo a análise Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats (SWOT). A monografia elaborada é intitulada “Stem Cell Membrane-Coated Nanosystems for Biomedical Applications”. A nanotecnologia tem sido largamente explorada no sentido de desenvolver novos nanossistemas de diagnóstico e terapêutica. Apesar dos avanços inovadores, algumas limitações podem ser atribuídas aos nanossistemas, nomeadamente a rápida eliminação pelo sistema imunitário, a falta de direcionamento para as células alvo e a insuficiente biocompatibilidade. Deste modo, novas estratégias têm recebido especial atenção para melhorar o perfil farmacocinético e de segurança dos nanossistemas, baseando-se na abordagem biomimética. O revestimento biomimético de núcleos de nanopartículas com membranas celulares derivadas de células de diferentes origens surge, assim, como uma estratégia promissora. As células estaminais têm sido um foco de investigação para o desenvolvimento de sistemas de entrega direcionada de fármacos, devido à sua capacidade de direcionamento, particularmente para os locais de tumor e de inflamação. Esta capacidade de direcionamento é conferida pelas proteínas presentes na membrana das células estaminais, que não só permitem aumentar a eficácia terapêutica, como também diminuir os efeitos adversos, devido à maior acumulação de fármaco nos locais alvo. Para além disso, o revestimento das nanopartículas com membrana celular funciona como uma camuflagem ao impedir a sua rápida eliminação, e assim aumentar o seu tempo de semi-vida. Neste artigo de revisão serão descritos os progressos da utilização de nanossistemas revestidos por membrana das células estaminais no âmbito das aplicações biomédicas.

The accomplishment of a curricular internship in Community Pharmacy is part of the study plan of the Master's Degree in Pharmaceutical Sciences, so I did my internship at Farmácia Dias Amaral. Furthermore, it is given the possibility of doing an internship in an area that arouses our interest, according to which, I chose to do my internship at Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra, EPE. In order to proceed with the description and analysis of the internships carried out, two reports are presented according to the Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats (SWOT) analysis. The monograph elaborated is entitled "Stem Cell Membrane-Coated Nanosystems for Biomedical Applications". Nanotechnology has been extensively explored for developing new diagnostic and therapeutic nanosystems. Despite the groundbreaking advances, some limitations can be attributed to nanosystems, namely the rapid elimination by the immune system, lack of targeting to specific cells and insufficient biocompatibility. Therefore, novel strategies have been receiving special attention to improve the pharmacokinetic and safety profile of nanosystems, building on a biomimetic approach. An exciting strategy consists in the biomimetic coating of nanoparticle cores with cell membranes derived from distinct source cells. Stem cells have been a focus of research for the development of targeted drug delivery systems due to their ability to target, particularly to tumor and inflammation sites. This targeting ability is conferred by proteins present in the stem cell membrane that not only increase the therapeutic efficacy but also decrease the adverse effects, due to greater accumulation of drug in the target sites. Furthermore, the coating of the nanoparticles by the cell membrane acts as a camouflage by preventing their rapid elimination and thus increasing their circulation time. This review will describe the advances in the use of stem cell membrane-coated nanosystems for biomedical applications.