Marcadores celulares fluorescentes baseados no benzotiadiazol, prova de conceito e tendências

Abstract

Marcadores fluorescentes são amplamente empregados para a análise da biologia celular, permitindo investigar e monitorar biomoléculas e organelas durante os processos metabólicos relacionados à vida e a morte das células. Em particular a marcação de lipídios vem se tornando cada vez mais empregada, devido à importância destas moléculas na homeostase das células e dos organismos. Existem diversos marcadores comerciais disponíveis para atender esta demanda, no entanto esses marcadores apresentam uma série de desvantagens que tornam seu uso uma alternativa pouco atrativa. Nosso grupo de pesquisa tem buscado desenvolver novas moléculas fluorescentes visando seu emprego no imageamento celular, contornando as limitações impostas pelos agentes fluorescentes comerciais de referência atualmente empregados. Neste contexto, nosso grupo vem trabalhando com moléculas que apresentam o núcleo 2,1,3- benzotiadiazola (BTD) que possui um conjunto de características químicas desejáveis para o seu emprego na síntese de compostos fluorescentes. Este trabalho apresenta três moléculas inéditas derivadas do núcleo BTD (BJL16#unb1, BJL16#unb2 e BJL16#unb3), idealizadas para ter alta afinidade por lipídios sem perder sua propriedade de solubilidade em solução aquosa. Estas moléculas possuem estrutura molecular com características únicas e este trabalho procurou demonstrar a ótima relação entre a arquitetura molecular, sua solubilidade e seletividade ao alvo celular predito através de ensaios de imageamento celular in vitro e no modelo C. elegans N2 selvagem. Os resultados demonstraram a alta afinidade dos compostos por vesículas de lipídios, emitem um ótimo sinal fluorescente, no entanto apresentaram taxas de solubilidade variada. O composto BJL16#unb1 apesar de ser o de menor intensidade de fluorescência dentre os três compostos testados, foi o mais solúvel, com melhor desempenho de permeabilidade no ensaio com o modelo C. elegans. Comparados ao Bodipy® que é o marcador comercial de lipídios de referência, os compostos apresentaram melhor solubilidade, intensidade de fluorescência similar, sendo que o compostoBJL16#unb3 apresentou maior intensidade e marcação mais ampla, uma vez que marcou estruturas não marcadas pelo Bodipy®. Além disso, foi demonstrado para os compostos testados, ausência de citotoxicidade, estabilidade durante armazenamento e fotoestabilidade durante o uso, características também superiores às do Bodipy®.