Tecnologias de novos materiais fotoluminescentes : sínteses e aplicações biológicas

Abstract

A descrição da síntese, caracterização e aplicação biológica de três novos sistemas fotoluminescentes são apresentadas nesta Tese de Doutoramento. No Capítulo 3 é apresentado a síntese, caracterização e aplicação de duas novas moléculas derivadas de tiofeno-dipicolinato, K2nTdpa (n = 1 ou 2). Os ânions resultantes destes ligantes foram usados como antenas de íons Ln3+ (Gd3+, Yb3+ e Eu3+). Os sistemas fotoluminescentes foram capazes de gerar 1O2 em solução aquosa e, por isto, foram testados como fotossensibilizadores de Terapia Fotodinâmica (TFD) em vitro com células HeLa. Experimentos de bioimageamento mostraram que um dos derivados transpôs a membrana celular das células e se acumulou-se preferencialmente nas mitocôndrias. Os valores de IC50 foram explorados, sendo que o composto mais potente entre os testados foi o K3[Gd(2Tdpa)3], com IC50 = 2,35 M ( = 365 nm). Os mecanismos de morte celular foram investigados por meio de citometria de fluxo e observou-se que a morte das células ocorreu predominantemente por necrose nas condições utilizadas nos experimentos. No Capítulo 4 nanopartículas de carbono bioativas com superfícies funcionalizadas com grupo derivado de ácido fenilborônico (PBAC-Dots) foram produzidas com sucesso, utilizando-se esterco de vaca como fonte de carbono. As propriedades ópticas e estruturais dos PBAC-Dots foram investigadas e experimentos em vitro (em células melanoma murino - B16F10 e fibroblastos murino - NIH3T3) e em vivo (camundongos C57BL/6 saudáveis e com melanoma) foram conduzidos. Os experimentos indicaram a baixa toxicidade dos nanomateriais. O efeito light-up dos PBAC-Dots permitiu que eles fossem explorados em experimentos de detecção de glicose e de bioimageamento em células MCF-7, nos quais houve acumulação seletiva na região mitocondrial. Experimentos de bioimageamento em vivo revelaram que os PBAC-Dots foram eliminadas pelo sistema urinário dos animais. As investigações histológicas mostraram que os tumores de camundongos tratados com PBAC-Dots apresentaram um grande número de regiões com necrose e infiltrados inflamatórios, o que não foi identificado em camundongos com câncer e sem o tratamento. Esses resultados sugerem que os PBAC-Dots têm potencial para serem explorados como um agente de imunoterapia para o tratamento de melanoma. No Capítulo 5 descreve-se a síntese de C-Dots com tamanhos entre 3,3 e 6,7 nm, os quais foram produzidos a partir de método sintético barato e reprodutível. As nanopartículas foram usadas como nanocarreadores fluorescentes de Anfotericina B (AnB), um antifúngico com poucos relatos de resistência, mas que tem uso limitado devido à sua alta tendência à aglomeração, o que causa

efeitos colaterais ao paciente. Este sistema foi chamado de AnB@C-Dots e foi capaz de estabilizar em solução aquosa até 1 mg mL-1 de AnB. A nova nanoformulação fluorescente foi testada para tratar a leishmaniose cutânea causada pelo protozoário Leishmania (V.) braziliensis em um experimento em vivo com camundongos Balb/c. Critérios de eficácia e toxicidade foram avaliados de forma a comparar a AnB@C-Dots com formulações comerciais. O grupo tratado com AnB@C-Dots apresentou viabilidade celular das Leishmanias significantemente igual ao grupo tratado com Ambisome®, uma formulação de AnB de alto custo. As dosagens de ureia e fosfatase alcalina sugerem que a AnB@C-Dots causa menor toxicidade aos rins e ao fígado do que as formulações tradicionais de AnB. Estes resultados indicaram que a AnB@C-Dots tem potencial para vir a ser uma formulação de AnB mais barata, eficaz e menos tóxica do que as atualmente utilizadas.