SISTEMAS MULTIMODAIS ÓPTICO-PARAMAGNÉTICOS PARA O ESTUDO DE RECEPTORES DE TRANSFERRINA

SISTEMAS MULTIMODAIS ÓPTICO-PARAMAGNÉTICOS PARA O ESTUDO DE RECEPTORES DE TRANSFERRINA

Lima, Rennan Ribeiro Mano de; Pereira, Maria Isabela de Andrade; Henrique, Rafaella Bezerra de Lima; Santos, Beate Saegesser; Pereira, Goreti Pereira; Fontes, Adriana

Resumo:

Os agentes de contraste (ACs), a exemplo dos quelatos de gadolínio (Gd3+), são amplamente utilizados para aquisição de imagens por ressonância magnética (IRM). Particularmente, os quelatos de Gd3+ atuam como ACs positivos e as imagens são adquiridas utilizando-se o tempo de relaxação longitudinal (T1) dos núcleos de hidrogênio das moléculas de água. Os ACs podem ser associados a pontos quânticos (PQs) com o intuito de unir sinais fluorescentes e paramagnéticos. Os PQs são nanocristais fluorescentes de semicondutores com tamanhos de 2 a 10 nm que possuem propriedades físico-químicas singulares como baixíssima taxa de fotodegradação e superfície altamente ativa para conjugação. Assim, associações de PQs a quelatos de Gd+3 podem: (i) possibilitar monitoramento de processos biológicos, em nível celular e molecular em tempo real, com alta sensibilidade e especificidade, propiciada pelos PQs e (ii) agregar sinal paramagnético de vários quelatos de Gd3+ por PQs, otimizando também efeitos dos ACs em relação a sua forma molecular e fornecendo imagens com alta resolução anatômica, reunindo assim propriedades de duas técnicas em um único nanossistema (ACs bimodais). Esses ACs bimodais, quando associados a biomoléculas, configuram-se como ACs multimodais que podem ser aplicados para compreensão, monitoramento e elucidação de processos biológicos, de forma específica, associados por exemplo a doenças como o câncer. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver ACs multimodais, baseados em PQs, quelatos de Gd3+ e transferrina (Tf) para estudar os receptores de Tf em linhagens de células cancerosas. Então, primeiramente, conjugou-se covalentemente PQs a quelatos de Gd3+, via um intermediário aminado, para obtenção dos ACs bimodais, sendo suas propriedades ópticas e relaxométricas monitoradas antes de se prosseguir para a etapa de bioconjugação. Os ACs multimodais foram então obtidos conjugando-se covalentemente dos ACs bimodais à Tf. As sondas multimodais foram caracterizadas de forma óptica e relaxométrica. A eficiência da bioconjugação foi avaliada por ensaio fluorescente em microplaca (EFM). Os ACs bimodais mantiveram-se estáveis, fluorescentes e com propriedades paramagnéticas superiores ao quelato molecular. Os resultados preliminares indicaram que na relaxometria, os ACs multimodais também apresentaram relaxividade longitudinal nominal (r1) superior à dos quelatos sozinhos, aprimorando então propriedades paramagnéticas mesmo após a conjugação com a Tf. Vale a pena ressaltar que quanto maior a relaxividade, melhor é um AC. Os sistemas multimodais também tiveram suas propriedades ópticas preservadas. Além disso, o EFM indicou que os ACs multimodais apresentaram fluorescência relativa (FR) de 6.520%, confirmando assim o processo de bioconjugação com a Tf. Portanto, estes novos ACs multimodais mostraram-se como potencias sistemas sítio-específicos que apresentam otimização do contraste observável na IRM, além de contribuir para a realização de análises por fluorescência, com resolução molecular e celular, para elucidação dos mais variados processos biológicos, como os relacionados com a biologia do câncer.

Os agentes de contraste (ACs), a exemplo dos quelatos de gadolínio (Gd3+), são amplamente utilizados para aquisição de imagens por ressonância magnética (IRM). Particularmente, os quelatos de Gd3+ atuam como ACs positivos e as imagens são adquiridas utilizando-se o tempo de relaxação longitudinal (T1) dos núcleos de hidrogênio das moléculas de água. Os ACs podem ser associados a pontos quânticos (PQs) com o intuito de unir sinais fluorescentes e paramagnéticos. Os PQs são nanocristais fluorescentes de semicondutores com tamanhos de 2 a 10 nm que possuem propriedades físico-químicas singulares como baixíssima taxa de fotodegradação e superfície altamente ativa para conjugação. Assim, associações de PQs a quelatos de Gd+3 podem: (i) possibilitar monitoramento de processos biológicos, em nível celular e molecular em tempo real, com alta sensibilidade e especificidade, propiciada pelos PQs e (ii) agregar sinal paramagnético de vários quelatos de Gd3+ por PQs, otimizando também efeitos dos ACs em relação a sua forma molecular e fornecendo imagens com alta resolução anatômica, reunindo assim propriedades de duas técnicas em um único nanossistema (ACs bimodais). Esses ACs bimodais, quando associados a biomoléculas, configuram-se como ACs multimodais que podem ser aplicados para compreensão, monitoramento e elucidação de processos biológicos, de forma específica, associados por exemplo a doenças como o câncer. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver ACs multimodais, baseados em PQs, quelatos de Gd3+ e transferrina (Tf) para estudar os receptores de Tf em linhagens de células cancerosas. Então, primeiramente, conjugou-se covalentemente PQs a quelatos de Gd3+, via um intermediário aminado, para obtenção dos ACs bimodais, sendo suas propriedades ópticas e relaxométricas monitoradas antes de se prosseguir para a etapa de bioconjugação. Os ACs multimodais foram então obtidos conjugando-se covalentemente dos ACs bimodais à Tf. As sondas multimodais foram caracterizadas de forma óptica e relaxométrica. A eficiência da bioconjugação foi avaliada por ensaio fluorescente em microplaca (EFM). Os ACs bimodais mantiveram-se estáveis, fluorescentes e com propriedades paramagnéticas superiores ao quelato molecular. Os resultados preliminares indicaram que na relaxometria, os ACs multimodais também apresentaram relaxividade longitudinal nominal (r1) superior à dos quelatos sozinhos, aprimorando então propriedades paramagnéticas mesmo após a conjugação com a Tf. Vale a pena ressaltar que quanto maior a relaxividade, melhor é um AC. Os sistemas multimodais também tiveram suas propriedades ópticas preservadas. Além disso, o EFM indicou que os ACs multimodais apresentaram fluorescência relativa (FR) de 6.520%, confirmando assim o processo de bioconjugação com a Tf. Portanto, estes novos ACs multimodais mostraram-se como potencias sistemas sítio-específicos que apresentam otimização do contraste observável na IRM, além de contribuir para a realização de análises por fluorescência, com resolução molecular e celular, para elucidação dos mais variados processos biológicos, como os relacionados com a biologia do câncer.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/biofisica2019-84

Referências bibliográficas

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Como citar:

Lima, Rennan Ribeiro Mano de; Pereira, Maria Isabela de Andrade; Henrique, Rafaella Bezerra de Lima; Santos, Beate Saegesser; Pereira, Goreti Pereira; Fontes, Adriana; "SISTEMAS MULTIMODAIS ÓPTICO-PARAMAGNÉTICOS PARA O ESTUDO DE RECEPTORES DE TRANSFERRINA", p-224-224. In: Anais do Encontro Anual da Biofísica 2019. São Paulo: Blucher, 2019.
ISSN 2526-6071, DOI 10.5151/biofisica2019-84