Gliconanopartículas fluorescentes para estudo da captação de glicose por monocamadas e esferoides celulares - Aplicações para a biologia do câncer

Abstract

Os pontos quânticos (PQs) são nanocristais de semicondutores que apresentam emissão fluorescente fotoestável e superfície ativa para conjugação com moléculas de interesse biológico. Essas características têm transformado os PQs em nanossondas versáteis para o estudo da biologia celular do câncer. O efeito Warburg relata que as células de câncer apresentam uma maior captação de glicose devido ao uso da glicólise aeróbica como fonte de energia, mesmo na presença de oxigênio. Portanto, o desenvolvimento de gliconanossondas baseadas em PQs pode favorecer uma melhor compreensão de processos biológicos no câncer. Assim, nesta Tese, objetivou-se desenvolver uma nova gliconanossonda baseada em PQs e derivado de glicose tiolado, a fim de estudar o seu perfil de interação com células de câncer utilizando dois modelos biológicos, monocamada e esferoide. O esferoide é um modelo biológico tridimensional que tem se mostrado promissor para o estudo de interação com nanopartículas (NPs), pois reproduz

de maneira mais fiel o ambiente tumoral. Os PQs foram conjugados ao análogo 1-Thio- β-D-glicose por uma abordagem de conjugação direta, explorando-se a afinidade do

grupo tiol pela superfície semicondutora dos PQs. A conjugação foi avaliada e confirmada por análises de potencial zeta, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de correlação de fluorescência. Essas caracterizações indicaram que o conjugado apresentou uma carga menos negativa e um diâmetro hidrodinâmico maior que os PQs sozinhos; e a presença de assinaturas moleculares do análogo de glicose na nanossonda. Além disso, um ensaio biológico usando leveduras de Candida albicans revestidas com Concanavalina A, foi utilizado para avaliar a conjugação e confirmou as análises anteriores, uma vez que houve marcação efetiva das células, que foi reduzida após o ensaio de inibição. A interação da nova gliconanossonda com células de adenocarcinoma cervical humano (HeLa) cultivadas em monocamadas e esferoides foi estudada por técnicas de fluorescência. A microscopia de fluorescência revelou uma marcação citoplasmática pela gliconanossonda, em monocamadas e esferoides. Os ensaios de citometria de fluxo indicaram uma captação promissora do conjugado, inclusive em esferoides, que são modelos mais complexos, com um curto tempo de incubação de 30 min (marcação de ca. 99% em monocamada e ca. 76% em esferoides). A nanossonda também foi utilizada em experimentos iniciais relacionados ao perfil de captação por linhagens de câncer de mama (MDA-MB-231 e MCF-7), e foi observada uma captação maior pelas células MDA-MB-231, uma linhagem reconhecidamente mais agressiva. Assim, os resultados obtidos indicam que a nova gliconanossonda fluorescente foi desenvolvida com sucesso, apresentando potencial para aplicações em estudos associados à biologia do câncer. No decorrer dos estudos, também foram produzidos e publicados dois artigos de revisão relacionados ao tema desta Tese, sobre: (i) interação de esferoides com NPs inorgânicas e (ii) utilização de sistemas fluorescentes baseados em análogos de glicose na pesquisa do câncer.