Quantum Dots como nanoplataformas funcionais para estudo da dinâmica de receptores de ácido fólico e do perfil de ácido siálico em membranas celulares

Abstract

As membranas celulares possuem estruturas que desempenham complexas atividades, dentre elas estão os receptores de folato (RFs) e os ácidos siálicos (ASs). Os RFs são responsáveis por internalizar uma vitamina essencial para o organismo, o ácido fólico (AF). Já os ASs conferem carga eletronegativa à superfície celular, a qual intermedia processos como migração e adesão celular. Assim, o uso de ferramentas versáteis e sensíveis, como os quantum dots (QDs), capazes de monitorar alterações nesse receptor e nesse carboidrato pode fornecer dados para a compreensão de vários processos biológicos, como os associados ao câncer. QDs são nanocristais fluorescentes de semicondutores que apresentam propriedades singulares, tais como uma superfície ativa para conjugação a moléculas e alta fotoestabilidade. Sendo assim, esse trabalho teve como objetivo estudar a dinâmica dos RFs e o perfil de ASs nas membranas celulares através do uso de QDs. Em um primeiro trabalho, os QDs foram conjugados ao AF (QDs-AF) para estudar a expressão / internalização e reciclagem dos RFs nas células T47D, MDA-MB231 e MCF7, utilizando a HeLa como controle. A técnica de espectroscopia de correlação por fluorescência (FCS) comprovou a efetividade dessa conjugação. Também foi realizado um ensaio de saturação dos RFs, pelo qual se comprovou a especificidade do conjugado e assim também foi possível inferir sobre a taxa de reciclagem desses receptores nessas células. Os ensaios de microscopia de fluorescência e citometria de fluxo indicaram que as células HeLa e T47D expressaram/internalizaram níveis mais altos de RFs (95% e 90% de marcação) do que a MDA-MB231 (68%). Já a MCF7 apresentou um baixo número de RFs funcionais (3%). Nos ensaios de saturação foi observado que a taxa de reciclagem do RF é baixa (6%, 4%, 2% de marcação para HeLa, MDA-MB231 e MCF7), exceto para T47D (26%). Em um segundo estudo, os QDs foram conjugados ao ácido 3-mercaptofenilborônico (QDs-AMFB) e eritrócitos foram utilizados como modelo para avaliar essas nanossondas. Os ácidos fenilborônicos vêm sendo chamados de lectinas miméticas, por também se ligarem reversivelmente a vários tipos de carboidratos. O FCS também comprovou a conjugação. A especificidade do conjugado pelo AS foi provada ao observarmos uma redução da marcação por citometria de fluxo quando os eritrócitos foram tratados previamente com sialidase, uma enzima que retira o AS, bem como por ensaios de inibição com outros carboidratos. As análises de citometria de fluxo e microscopia de fluorescência indicaram que praticamente todos os eritrócitos foram marcadas de forma específica pelo conjugado QDs-AMFB. Após essa etapa foram realizados ensaios fluorescentes com linhagens de leucemia mielóide aguda e crônica KG-1 e K562 e os resultados citométricos obtidos até então indicam que as membranas das células KG-1 possuem maior quantidade de AS, 99% de marcação e uma mediana de intensidade de fluorescência cerca de 2x maior quando comparada a K562 (marcação de 84%). Dessa forma podemos concluir que nesse estudo foram desenvolvidos conjugados de QDs-AF e QDs-AMFB eficientes, os quais auxiliaram a agregar informações para a compreensão da biologia celular do câncer e seus processos, possibilitando assim abrir novas frentes no diagnóstico/terapia desta doença.