Interação de esferoides e monocamadas de células de câncer com conjugados de pontos quânticos e glicose
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/45740 |
Resumo: | O esferoide é um modelo biológico tridimensional que vem apresentando potencial para o estudo de interação com nanopartículas (NPs) por mimetizar o ambiente tumoral. Os pontos quânticos (PQs) são nanocristais de semicondutores que possuem emissão fluorescente fotoestável e superfície ativa para conjugação com moléculas de interesse biológico. Essas vantagens vêm transformando os PQs em nanossondas versáteis para o estudo da biologia celular do câncer. O efeito Warburg relata que as células de câncer podem apresentar uma maior captação de glicose devido ao uso da glicólise para produção energética, mesmo na presença de oxigênio. Assim, o desenvolvimento de modelos biológicos mais complexos como os esferoides e de gliconanossondas baseadas em PQs pode favorecer uma melhor compreensão dos processos biológicos envolvidos no câncer. Nesse contexto, essa dissertação objetivou desenvolver esferoides a partir da linhagem de adenocarcinoma cervical (HeLa) e estudar a interação de um novo conjugado de PQs-Glicose com esse modelo biológico e monocamadas celulares. Os esferoides foram preparados pelo método da gota suspensa, sendo testadas variações de densidade de células/mL, volume da gota e tempo de crescimento. Os esferoides foram monitorados por microscopia óptica. Os PQs de CdTe foram conjugados à glicose tiolada (GT) explorando a afinidade do grupo tiol da GT pela superfície semicondutora das NPs. Os PQs e conjugados foram caracterizados por espectroscopias de absorção e emissão. A conjugação foi avaliada por espectroscopia de correlação por fluorescência (FCS) e pela marcação citométrica de leveduras de Candida albicans revestidas com concanavalina A, explorando a afinidade lectina-carboidrato. O esferoide escolhido para o estudo foi o proveniente de 20.000 células/mL, gota de 30 μL e 48 h de formação, por apresentar morfologia característica e preparação reprodutível, apresentando tamanho médio de ca. 260 μm. Pelo FCS, o conjugado apresentou diâmetro hidrodinâmico cerca de 3,5 maior que os PQs, indicando que houve conjugação. O ensaio com C. albicans confirmou a conjugação, exibindo uma marcação de ca. 99%, reduzida em ca. 4 ao inibir os sítios da lectina com metil˗α-D-manopiranosídeo. Uma marcação efetiva, com visualização de vesículas, foi observada nos esferoides e monocamadas por microscopia de fluorescência. Ademais, cerca de 38% das células HeLa cultivadas em monocamada captaram o conjugado em apenas 30 min de incubação. Portanto, foram desenvolvidos esferoides com características típicas e promissoras para ensaios com NPs, bem como uma gliconanossonda fluorescente foi preparada, a qual apresentou potencial para ser aplicada em estudos biológicos associados ao câncer. |
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O efeito Warburg relata que as células de câncer podem apresentar uma maior captação de glicose devido ao uso da glicólise para produção energética, mesmo na presença de oxigênio. Assim, o desenvolvimento de modelos biológicos mais complexos como os esferoides e de gliconanossondas baseadas em PQs pode favorecer uma melhor compreensão dos processos biológicos envolvidos no câncer. Nesse contexto, essa dissertação objetivou desenvolver esferoides a partir da linhagem de adenocarcinoma cervical (HeLa) e estudar a interação de um novo conjugado de PQs-Glicose com esse modelo biológico e monocamadas celulares. Os esferoides foram preparados pelo método da gota suspensa, sendo testadas variações de densidade de células/mL, volume da gota e tempo de crescimento. Os esferoides foram monitorados por microscopia óptica. Os PQs de CdTe foram conjugados à glicose tiolada (GT) explorando a afinidade do grupo tiol da GT pela superfície semicondutora das NPs. Os PQs e conjugados foram caracterizados por espectroscopias de absorção e emissão. A conjugação foi avaliada por espectroscopia de correlação por fluorescência (FCS) e pela marcação citométrica de leveduras de Candida albicans revestidas com concanavalina A, explorando a afinidade lectina-carboidrato. O esferoide escolhido para o estudo foi o proveniente de 20.000 células/mL, gota de 30 μL e 48 h de formação, por apresentar morfologia característica e preparação reprodutível, apresentando tamanho médio de ca. 260 μm. Pelo FCS, o conjugado apresentou diâmetro hidrodinâmico cerca de 3,5 maior que os PQs, indicando que houve conjugação. O ensaio com C. albicans confirmou a conjugação, exibindo uma marcação de ca. 99%, reduzida em ca. 4 ao inibir os sítios da lectina com metil˗α-D-manopiranosídeo. Uma marcação efetiva, com visualização de vesículas, foi observada nos esferoides e monocamadas por microscopia de fluorescência. Ademais, cerca de 38% das células HeLa cultivadas em monocamada captaram o conjugado em apenas 30 min de incubação. Portanto, foram desenvolvidos esferoides com características típicas e promissoras para ensaios com NPs, bem como uma gliconanossonda fluorescente foi preparada, a qual apresentou potencial para ser aplicada em estudos biológicos associados ao câncer.FACEPESpheroid is a three-dimensional biological model that has shown potential for the study of interaction with nanoparticles (NPs) by mimicking the tumor environment. Quantum dots (QDs) are semiconductor nanocrystals that have a photostable fluorescent emission and an active surface for conjugation with molecules of biological interest. These advantages have become QDs as versatile nanoprobes for cancer cell biology study. The Warburg effect reports that cancer cells can present a greater glucose uptake due to the use of glycolysis for energy production, even in the presence of oxygen. Thus, the development of more complex biological models such as spheroids and glyconanoprobes based on QDs may favor a better understanding of the biological processes involved in cancer. In this context, this dissertation aimed to develop spheroids from the cervical adenocarcinoma (HeLa) line and to study the interaction of a new conjugate of QDs-Glucose with this biological model and cell monolayers. The spheroids were prepared by the hanging drop method, testing variations in cell density/mL, drop volume, and growth time. The spheroids were monitored by light microscopy. CdTe QDs were conjugated to thiolated glucose (TG), exploring the affinity of the TG thiol group for the semiconductor surface of NPs. The QDs and conjugates were characterized by absorption and emission spectroscopy. The conjugation was evaluated by fluorescence correlation spectroscopy (FCS) and by cytometric labeling of Candida albicans yeasts coated with concanavalin A, exploring the lectin-carbohydrate affinity. The spheroid chosen for the study was formed from 20,000 cells/mL, a drop of 30 μL, and 48 h of formation, due to its characteristic morphology and reproducible preparation; having average size of ca. 260 μm. By FCS, the conjugate presented a hydrodynamic diameter about 3.5 greater than the QDs, indicating that there was conjugation. The C. albicans assay confirmed the conjugation, exhibiting a ca. 99%, reduced by ca. 4 after inhibiting the lectin sites with methyl˗α-D-mannopyranoside. Effective labeling, with visualization of vesicles, was observed on spheroids and monolayers by fluorescence microscopy. Furthermore, about 38% of the HeLa cells, cultivated as a monolayer, internalized the conjugate after only 30 min of incubation only. Therefore, spheroids with typical and promising characteristics for assays with NPs were developed; and a fluorescent glyconanoprobe was prepared, which showed potential to be applied in biological studies associated with cancer.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencias BiologicasUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessOncologiaCâncerNanotecnologiaInteração de esferoides e monocamadas de células de câncer com conjugados de pontos quânticos e glicoseinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45740/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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