Avaliação biológica in vitro e in vivo de compostos fluorescentes derivados do benzotiadiazol produzidos para o imageamento celular

Abstract

A marcação celular específica vem sendo continuamente aprimorada visando sua aplicação como ferramenta para a pesquisa científica e o diagnóstico. O estudo de compartimentos celulares baseado em fluorescência tem auxiliado grandemente na investigação de processos químicos e biológicos essenciais a manutenção da vida das células. Moléculas como o benzotiadiazol, possibilitam a síntese de diversos derivados fluorescentes a partir do seu forte núcleo aceptor de elétrons. A simples confirmação da atividade fluorescente intracelular já habilita estas moléculas como potenciais compostos repórteres que poderão ser acoplados a outras moléculas que apresentem avidez e estabeleçam ligações estáveis específicas com biomoléculas. Atualmente, existem diversos marcadores comerciais para marcação celular, porém estes agentes apresentam diversas desvantagens que tornam o seu uso limitado. Nosso grupo vem buscando desenvolver novas moléculas fluorescentes para aplicação em bioimageamento, visando suprir as limitações dos agentes fluorescentes comerciais de referência. Além disso, seu desenvolvimento se enquadra nos preceitos da química verde. Deste modo, trabalhamos com o núcleo 2,1,3 benzotiadiazol (BTD) que possui diversas características ideias para sondas fluorescentes. Esta pesquisa apresenta três moléculas derivadas deste núcleo BTD (BJD#UnB1, BJD#UnB2 e BJD#UnB3) e visa relacionar a estrutura química, solubilidade e o alvo celular em que são seletivas nos experimentos in vitro e in vivo. Os resultados demonstraram que os compostos BJD#UnB1 e BJD#UnB2 apresentam afinidade pela membrana plasmática, possivelmente se associando aos glicerofosfolipídeos de membrana. Sendo que o composto BJD#UnB1 apresenta o seu pico de fluorescência dentro da faixa do azul e o composto BJD#UnB2 apresenta seu pico de fluorescência dentro da faixa do verde, no espectro de luz visivel. A solubilidade destes dois compostos foi variada, onde o composto BJD#UnB2 apresentou melhor solubilidade. Apesar da marcação no citoplasma apresentada por ambos os compostos, o mesmo se repetiu com o marcador comercial de membrana plasmática CellMask®. O composto BJD#UnB3 apresentou especificidade por corpúsculos lipídicos, emitindo intenso sinal de fluorescência na faixa do verde no espectro de luz visível, esta molécula apresentou ainda solubilidade similar a do composto BJD#UnB1. Quando comparado ao Bodipy®, o composto aqui testado (BJD#UnB3) apresentou maior intensidade de fluorescência que o marcador comercial de referência. Além disso, este composto foi excelente para marcações em outros modelos como C. elegans, Zebrafish e microalgas. Além destas propriedades, todos os marcadores aqui testados apresentaram ausência de citotoxicidade, fotoestabilidade durante o uso e estabilidade em solução e no meio intracelular.