Desenvolvimento de nanossondas bifuncionais baseadas em pontos quânticos para aplicações no estudo da biologia do câncer

Abstract

Como o câncer é uma doença multifatorial, há uma busca por tecnologias capazes de contribuir para uma compreensão mais aprofundada dos mecanismos biológicos envolvidos dessa doença. As singulares propriedades ópticas dos pontos quânticos (PQs) os tornam valiosos para o estudo das interações biológicas associadas à carcinogênese, especialmente se combinados a moléculas aptas a conferir novas funcionalidades. Nesta tese, desenvolveu-se nanossondas bifuncionais de PQs e quelatos de Gd(III), bem como PQs e D-glicosamina (D-GN), para aplicações no estudo da biologia do câncer. Os quelatos de Gd(III) quando conjugados aos PQs, originam nanossondas óptico-magnéticas que aliam vantagens das técnicas baseadas em fluorescência com as de ressonância magnética (RM), favorecendo estudos complementares de processos biológicos. Já a associação de PQs a derivados de glicose, como a D-GN, gera gliconanopartículas hábeis à investigação da captação desse carboidrato em nível celular, interessante para diagnóstico e terapia, devido ao metabolismo glicolítico alterado desse carboidrato em células de câncer. Para desenvolver a nanossonda óptico-magnética, preparou-se quelatos de DOTA-Gd(III) carboxilados, os quais incorporaram eficientemente o íon paramagnético (97%) e apresentaram estabilidade quanto à transmetalação na presença do íon Zn(II). Eles foram conjugados covalentemente aos PQs carboxilados via etilenodiamina. Os nanossistemas apresentaram alta fluorescência, rendimento de conjugação ca. 75% e elevada relaxividade, ca. 5× [por Gd(III)] e 100× [por PQ] superior a do quelato DOTA-Gd(III) molecular. Ademais, gliconanopartículas altamente fluorescentes foram preparadas através da conjugação covalente dos PQs à D-GN, e uma metodologia para confirmar esse processo também foi desenvolvida baseada na afinidade da glicose pela Concanavalina A, imobilizada em Candida albicans, a qual mostrou-se prática, rápida, reprodutível e quantitativa. Foram marcadas ca. 98% das leveduras pelo conjugado PQs-D-GN, reduzindo para ca. 34% após incubação com manopiranosídeo, confirmando a especificidade. Ambas nanossondas foram avaliadas utilizando células HeLa (adenocarcinoma cervical). Os resultados indicaram que os conjugados PQs-DOTA-Gd(III) marcaram eficientemente as células e não induziram citotoxicidade significativa. Os conjugados PQs-D-GN foram captados pelas células eficientemente (ca. 97%), com um padrão de marcação vesicular intracelular, mais intenso próximo ao núcleo. Assim, as nanossondas bifuncionais desenvolvidas apresentaram-se como ferramentas promissoras e estratégicas para estudos da biologia do câncer.