Nanoplataforma multimodal óptico-magnética baseada na lectina ligadora de manose

Abstract

Os pontos quânticos (PQs) são nanocristais de semicondutores que possuem propriedades ópticas e físico-químicas únicas, como fluorescência com alta resistência à fotodegradação e superfície altamente ativa para conjugações com (bio)moléculas. Por outro lado, as nanopartículas magnéticas (MNPs) apresentam potencialidades para: (i) separação e detecção de células e (bio)moléculas; (ii) atuação como agentes de contraste para imageamento por ressonância magnética e (iii) aplicação para terapia por hipertermia, dentre outras. Assim, a união de PQs e MNPs, configurando uma única nanopartícula bimodal (BNP) com propriedades óptico-magnéticas, pode permitir novos avanços no campo biomédico, especialmente se combinada a (bio)moléculas. A lectina ligadora de manose (MBL) é uma proteína sérica importante do sistema imune humano que exerce funções na defesa do hospedeiro, participando de processos como: (i) reconhecimento de estruturas próprias do organismo que estão alteradas, (ii) ativação do sistema complemento, sinalizando a presença de patógenos para o organismo, (iii) modulação da inflamação e (iv) depuração de células apoptóticas. A MBL tem a capacidade de reconhecer resíduos de carboidratos que possuem hidroxilas nos carbonos 3 e 4 de hexoses, como a D-manose, N-acetil-D-glicosamina e L-fucose presentes nas superfícies celulares, pelo seu domínio de reconhecimento de carboidrato (DRC), na presença de íons Ca2+ . Nesse contexto, esta dissertação objetivou preparar uma nanossonda multimodal constituída por PQs de CdTe, MNPs de óxido de ferro e MBL. Para tanto, após as sínteses, os PQs carboxilados foram conjugados de forma covalente a MNPs funcionalizadas por grupos aminas, formando BNPs. Os sistemas bimodais foram então conjugados a uma MBL recombinante (rhMBL) em diferentes concentrações, formando as nanossondas BNPs-rhMBL-50 e BNPs-rhMBL-100. Todos os sistemas foram caracterizados por análise de potencial zeta. Os PQs, as BNPs e as nanossondas multimodais também foram caracterizadas opticamente por espectroscopias de absorção e emissão. Por fim, o potencial para aplicação biológica das BNPs-rhMBL foi avaliado por citometria de fluxo utilizando leveduras de Candida albicans como modelo biológico. As análises de potencial zeta indicaram que as MNPs foram eficientemente revestidas com grupos amina e que houve associação de PQs às MNPs, bem como da rhMBL às BNPs. A avaliação óptica confirmou a formação das BNPs. A espectroscopia de absorção indicou que ca. 80% dos PQs foram conjugados às MNPs e também foi observado um redshift de cerca de 20 nm no máximo de emissão de fluorescência após a conjugação entre as nanopartículas. Frente à marcação celular de C. albicans em solução salina enriquecida com Ca2+, as BNPs-rhMBL-100 apresentaram melhor desempenho (ca. 86,0% de marcação com mediana de fluorescência de 14.382,3). Ademais, as BNPs-rhMBL-100 marcaram ca. 25,9% das leveduras em salina sem Ca2+ e somente ca. 0,3% das células em salina suplementada com Ca2+ e EDTA (um quelante de Ca2+). Essa diminuição na marcação celular, observada em ambos os ensaios, indicou que o sistema BNPs-rhMBL-100 apresentou especificidade, interagindo com as leveduras pelo DRC. Portanto, conclui-se que foi preparada uma nanossonda multifuncional (BNPs-rhMBL) efetiva e específica que apresenta grande potencial para estudos glicobiológicos.