Pontos quânticos como nanossondas fluorescentes para estudos da captação da glicose por células de câncer

Abstract

As neoplasias são doenças complexas que apresentam inúmeras alterações moleculares. Antes mesmo da formação dos tumores, tais alterações metabólicas já precedem a proliferação celular e crescimento tumoral. Otto Warburg, em 1926, observou que as células neoplásicas apresentavam diferenças no metabolismo energético, entretanto, por conta de limitações da época era impossível estudar de forma mais aprofundada esse comportamento. Desde então, surgiram inúmeros avanços na nanobiotecnologia, tornando possível o avanço no diagnóstico molecular e compreensão de doenças complexas, como o câncer. Os pontos quânticos (PQs), são nanocristais fluorescentes que vêm sendo largamente utilizados em ciências da vida, possibilitando estudos com elevada sensibilidade e especificidade. Isso é possível devido às características únicas desses nanocristais, como superfície ativa para conjugação com biomoléculas e resistência à fotodegradação, permitindo estudos com maior duração de tempo, como aqueles relacionados ao metabolismo do câncer. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um conjugado baseado em PQs e um análogo da glicose para estudos da captação deste carboidrato por células do câncer. Os PQs de telureto de cádmio (CdTe) estabilizados/funcionalizados com ácido 3-mercaptossuccínico foram sintetizados em meio aquoso. Os PQs foram caracterizados e conjugados covalentemente ao análogo de glicose, D-Glicosamina (D-GN). As características físicas dos PQs e dos conjugados foram analisadas através da estabilidade coloidal e fluorescência sob luz UV, além de espectroscopias de absorção e emissão. A avaliação da conjugação foi realizada utilizando uma metodologia adaptada do ensaio de fluorescência em microplaca (EFM), empregando o polímero de manose, a Manana, a lectina tetramérica Concanavalina A (ConA) e o monossacarídeo Manopiranosídeo. Além disso, também foi utilizada a citometria de fluxo de leveduras de Candida albicans, sensibilizadas previamente com a ConA. Por fim, foi analisado o potencial de interação dos PQs-D-GN com células HeLa (adenocarcinoma cervical humano). Os PQs sintetizados apresentaram tamanho de 3,3 nm, concentração de 1,4 μM e emissão em 630 nm. Após a conjugação houve um redshift de aproximadamente 20 nm, esse deslocamento já foi relatado para conjugados de PQs com outras biomoléculas, sendo um indicativo de bioconjugação. De acordo com o EFM, o conjugado apresentou uma Fluorescência Relativa (FR) de 1.455% em comparação aos controles. Por outro lado, nos poços onde houve inibição prévia com o manopiranosídeo a FR caiu para 845%, provando a especificidade. A marcação das leveduras indicou conjugação eficiente com mais de 90% de células marcadas. A citometria indicou aproximadamente 85% das células HeLa marcadas pelo conjugado PQs-D-GN. Por fim, os conjugados demonstraram ótima estabilidade química e óptica e o EFM mostrou-se eficaz na confirmação da conjugação de PQs à D-GN. Além disso, esses novos glicoconjugados mostram-se como potenciais nanoferramentas para estudos de captação celular de glicose, bem como para entendimento da biologia celular do câncer.