Desenvolvimento de bioconjugados baseados em pontos quânticos e Cramoll – Aplicações para o estudo do perfil de carboidratos em sistemas biológicos
As conhecidas propriedades dos pontos quânticos (PQs) os tornam valiosas ferramentas em diversos estudos, especialmente se combinados com biomoléculas, tais como lectinas. Entre as várias aplicações dos conjugados de PQs-lectina, estão seu uso para traçar a rota dessas proteínas e avaliar o perfil d...
| Main Author: | CUNHA, Cássia Regina Albuquerque da |
|---|---|
| Other Authors: | CORREIA, Maria Tereza dos Santos |
| Format: | doctoralThesis |
| Language: | por |
| Published: |
Universidade Federal de Pernambuco
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/32779 |
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ir-123456789-327792019-09-13T05:06:50Z Desenvolvimento de bioconjugados baseados em pontos quânticos e Cramoll – Aplicações para o estudo do perfil de carboidratos em sistemas biológicos CUNHA, Cássia Regina Albuquerque da CORREIA, Maria Tereza dos Santos FONTES, Adriana http://lattes.cnpq.br/9794652904283208 http://lattes.cnpq.br/7863845087003953 Lectinas Leishmania braziliensis As conhecidas propriedades dos pontos quânticos (PQs) os tornam valiosas ferramentas em diversos estudos, especialmente se combinados com biomoléculas, tais como lectinas. Entre as várias aplicações dos conjugados de PQs-lectina, estão seu uso para traçar a rota dessas proteínas e avaliar o perfil de carboidratos em diferentes tipos celulares, que podem providenciar valiosas informações a respeito do padrão de glicosilação do câncer, bem como de micro-organismos patogênicos. Nesse trabalho, foi apresentada uma revisão a respeito das principais estratégias para conjugar PQs à lectina ou a carboidratos, bem como as principais aplicações dessas gliconanopartículas. Esse artigo foi publicado na revista BBA General Subjects. Posteriormente, foi avaliada e padronizada a melhor estratégia para conjugar a lectina Cramoll 1,4 (Cramoll) a PQs de CdTe através da marcação fluorescente em células de Candida albicans como prova de conceito. Análises de microscopia de fluorescência revelaram que PQ-Cramoll pH 7.0, conjugados tanto por adsorção como por ligação covalente, foram mais eficientes para marcar as células fúngicas. Além disso, os conjugados apresentaram uma alta fluorescência e a atividade biológica para aglutinar eritrócitos foi idêntica antes e após o processo de bioconjugação, como observado pelo ensaio hemaglutinante (512⁻¹). A citometria de fluxo mostrou que cerca de 17% das células foram marcadas depois da incubação com os conjugados covalentes, enquanto que 92% das células foram marcadas com o conjugado por adsorção (ambos no pH 7.0), sendo essa última estratégia escolhida então como a melhor via de conjugação. Esses resultados foram publicados no Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. O conjugado PQ- Cramoll foi utilizado para investigar a expressão de carboidratos na superfície de células HeLa e Leishmania braziliensis. O intenso padrão de marcação em células HeLa indicou que estas células exibem uma superfície rica em resíduos de glicose/manose. A especificidade da marcação foi comprovada através do ensaio de inibição com carboidrato específico e saturação com a lectina livre. Em células de Leishmania, a Cramoll foi capaz de inibir o crescimento de formas promastigota do parasita [Concentração que inibe 50% dos parasitas (IC50) = 112,0 _g/mL] com baixa toxicidade para células de mamífero [Concentração citotóxica para 50% dos macrófagos (CC50) = 173,5 _g/mL]. O índice de seletividade da lectina revelou maior toxicidade para o parasita [Índice de seletividade (IS) = 1.54] do que para macrófagos. Além disso, a lectina conjugada ao PQ foi capaz de marcar a membrana de células de L. braziliensis, enquanto que os PQs sozinhos preferencialmente marcaram a região anterior do promastigota. Dessa forma, o conjugado PQ-Cramoll mostra-se como umaferramenta versátil não só para auxiliar à glicobiologia como para fornecer respostas a respeito da rota de ação da lectina, tanto em células do câncer como em parasitas. CNPq The known properties of quantum dots (QDs) make them valuable tools in several studies, especially if combined with biomolecules, such as lectins. Among the various applications of QD-lectin bioconjugates are their use to trace the pathways of these proteins and to evaluate the carbohydrate profile in different cell types, which can provide valuable information on glycosylation patterns related to cancer, as well as to pathogenic microorganisms. In this work, was presented a review of the main strategies to conjugate QDs to lectin or carbohydrates, as well as the main applications of these glyconanoparticles. This manuscript was published to BBA General Subjects journal. Subsequently, was evaluated and standardized the best strategy to conjugate Cramoll 1,4 lectin (Cramoll) to CdTe QDs using the labeling of Candida albicans cells as proof of concept. Fluorescence microscopy analyses revealed that QD-Cramoll pH 7.0, conjugated by both adsorption and covalent binding, were more efficient for labeling fungi cells. In addition, the conjugates preserved a high fluorescence and, the biological activity to agglutinate erythrocytes was identical before and after the bioconjugation process, as observed by the hemagglutinating assay (512⁻¹). Flow cytometry showed that about 17% of cells were labeled after incubation with the covalent conjugate, while approximately 92% of them were labeled with the conjugate by adsorption (both at pH 7.0). The adsorption strategy was then chosen as the best strategy of conjugation. These results were published in Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. The QD-Cramoll conjugate was used to investigate the expression of carbohydrates on the surface of HeLa and Leishmania brasiliensis. The intense labeling pattern in HeLa cells indicated that these cells exhibit a surface rich in glucose/mannose residues. The specificity of the labeling was confirmed by the specific carbohydrate inhibition assay and saturation with the free lectin. In Leishmania cells, Cramoll was able to inhibit the growth of promastigote forms of the parasite [Concentration for inhibiting 50% of the parasite (IC50) = 112.0 g/mL], with low toxicity to mammalian cells [Cytotoxic concentration to 50% of the macrophages (CC50) = 173.5 g/mL]. The lectin selectivity index revealed higher toxicity to the parasite [index selectivity (IS) = 1.54] than to macrophages. In addition, the lectin conjugated to QD was able to label L. braziliensis cell membrane, whereas QDs alone preferentially labeled the anterior portion of promastigotes. Thus, QD-Cramoll conjugates can be considered versatile tools not only to provide a deeper understanding of glycobiology but also to answer questions regarding the route of action of this lectin in both cancer cells and parasites. 2019-09-12T22:06:16Z 2019-09-12T22:06:16Z 2018-02-28 doctoralThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/32779 por embargoedAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Ciencias Biologicas |
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Lectinas Leishmania braziliensis CUNHA, Cássia Regina Albuquerque da Desenvolvimento de bioconjugados baseados em pontos quânticos e Cramoll – Aplicações para o estudo do perfil de carboidratos em sistemas biológicos |
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As conhecidas propriedades dos pontos quânticos (PQs) os tornam valiosas ferramentas em diversos estudos, especialmente se combinados com biomoléculas, tais como lectinas. Entre as várias aplicações dos conjugados de PQs-lectina, estão seu uso para traçar a rota dessas proteínas e avaliar o perfil de carboidratos em diferentes tipos celulares, que podem providenciar valiosas informações a respeito do padrão de glicosilação do câncer, bem como de micro-organismos patogênicos. Nesse trabalho, foi apresentada uma revisão a respeito das principais estratégias para conjugar PQs à lectina ou a carboidratos, bem como as principais aplicações dessas gliconanopartículas. Esse artigo foi publicado na revista BBA General Subjects. Posteriormente, foi avaliada e padronizada a melhor estratégia para conjugar a lectina Cramoll 1,4 (Cramoll) a PQs de CdTe através da marcação fluorescente em células de Candida albicans como prova de conceito. Análises de microscopia de fluorescência revelaram que PQ-Cramoll pH 7.0, conjugados tanto por adsorção como por ligação covalente, foram mais eficientes para marcar as células fúngicas. Além disso, os conjugados apresentaram uma alta fluorescência e a atividade biológica para aglutinar eritrócitos foi idêntica antes e após o processo de bioconjugação, como observado pelo ensaio hemaglutinante (512⁻¹). A citometria de fluxo mostrou que cerca de 17% das células foram marcadas depois da incubação com os conjugados covalentes, enquanto que 92% das células foram marcadas com o conjugado por adsorção (ambos no pH 7.0), sendo essa última estratégia escolhida então como a melhor via de conjugação. Esses resultados foram publicados no Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. O conjugado PQ- Cramoll foi utilizado para investigar a expressão de carboidratos na superfície de células HeLa e Leishmania braziliensis. O intenso padrão de marcação em células HeLa indicou que estas células exibem uma superfície rica em resíduos de glicose/manose. A especificidade da marcação foi comprovada através do ensaio de inibição com carboidrato específico e saturação com a lectina livre. Em células de Leishmania, a Cramoll foi capaz de inibir o crescimento de formas promastigota do parasita [Concentração que inibe 50% dos parasitas (IC50) = 112,0 _g/mL] com baixa toxicidade para células de mamífero [Concentração citotóxica para 50% dos macrófagos (CC50) = 173,5 _g/mL]. O índice de seletividade da lectina revelou maior toxicidade para o parasita [Índice de seletividade (IS) = 1.54] do que para macrófagos. Além disso, a lectina conjugada ao PQ foi capaz de marcar a membrana de células de L. braziliensis, enquanto que os PQs sozinhos preferencialmente marcaram a região anterior do promastigota. Dessa forma, o conjugado PQ-Cramoll mostra-se como umaferramenta versátil não só para auxiliar à glicobiologia como para fornecer respostas a respeito da rota de ação da lectina, tanto em células do câncer como em parasitas. |
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