Gliconanopartículas constituídas por pontos quânticos para investigação da captação de glicose por células de câncer

Abstract

As células de câncer podem exibir uma captação aumentada da glicose devido à preferência pelo uso da glicólise aeróbica como via de produção de energia. Esse fenômeno, conhecido como efeito Warburg, pode ser influenciado pelo tipo de linhagem celular de câncer e análogo de glicose, bem como pelo número e tipo de transportadores responsáveis pela internalização desse carboidrato (GLUTs). Nesse contexto, os pontos quânticos (PQs), nanocristais de semicondutores com intensa fluorescência, fotoestabilidade e uma superfície ativa para conjugação, surgem como promissoras nanoferramentas para melhor compreender o efeito Warburg. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi desenvolver uma gliconanopartícula baseada em PQs de AgInS2 (AIS) e um análogo tiolado da glicose para aplicação em investigações da captação desse carboidrato por células de câncer. Para tanto, os PQs foram sintetizados utilizando o ácido mercaptopropiônico (AMP) como agente estabilizante/funcionalizante e então caracterizados pelas técnicas de espectroscopia de absorção UV-Vis e emissão, e também por microscopia eletrônica de transmissão, apresentando máximo de emissão em 598 nm e tamanho médio de 3 nm. A conjugação dos PQs a 1-Thio-β-D-glicose foi realizada por ligação dativa, a partir da interação entre grupos tiol da glicose e a superfície semicondutora dos PQs. Foram utilizados dois tampões na conjugação, o 2-(N-morfolino)etanossulfônico (MES) e o citrato, tanto para manter o pH do conjugado mais próximo do fisiológico como para buscar um nanossistema com fluorescência e estabilidade coloidal. A conjugação foi avaliada por análises de potencial Zeta () e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), e ambas indicaram que a conjugação foi efetiva. Além disso, também foram realizadas caracterizações ópticas das gliconanopartículas por técnicas de espectroscopia de absorção UV-Vis e emissão, bem como foram observadas a estabilidade coloidal e a fluorescência das nanossondas por 30 dias, notando-se que a gliconanopartícula preparada em tampão MES teve um melhor desempenho. Assim, as gliconanopartículas preparadas nesse tampão foram incubadas com células das linhagens humana imortalizadas de adenocarcinoma cervical (HeLa) e mamário (MDA-MB-231) por 30 min, e analisadas por microscopia de fluorescência e citometria de fluxo. Na microscopia de fluorescência, ambas as linhagens apresentaram uma marcação intracelular pela gliconanopartícula. Na citometria de fluxo observou-se uma marcação média de ca. 98,5% ± 0,4% para as células HeLa e de 65,4 ± 8,9% para MDA-MB-231, sugerindo uma captação menor da gliconanopartícula pelas células de câncer de mama. Embora mais análises sejam necessárias, esses resultados sugerem a possibilidade de expandir o uso da nanossonda para estudos de captação diferencial por linhagens de câncer. Dessa forma, foi desenvolvida uma gliconanopartícula fluorescente, utilizando PQs livres de metais pesados, por um método de conjugação simples e direto, que apresenta potencial para aplicações voltadas à elucidação de aspectos biológicos celulares associados ao câncer no contexto do efeito Warburg.