Subprojeto 5 – Biofotônica e geração de espécies reativas de oxigênio na interação parasita-vetor

Participantes:  Maria Denise Feder – UFF
Flávio de Paula Ramos -UFF
Suzete Araujo Oliveira Gomes – UFF
Suzana Côrte-Real Faria IOC – FIOCRUZ
Carlos Lenz Cesar – IFGW/UNICAMP

Imagem de células vivas em tempo real é um dos maiores desafios para a biologia celular. Marcadores fluorescentes são poderosas ferramentas para visualizar processos celulares, porém, eles apresentam algumas limitações. Por exemplo, corantes orgânicos tendem a serem tóxicos para células. Green fluorescentproteins (GFP) são difíceis de manipular e apresentam um curto tempo de fluorescência. O semicondutor quantum dots (QDs) são nanocristais de Cádmio e Telúrio (CdTe) ou Cádmio e Selênio (CdSe) altamente luminescentes que podem ser usados para bioaplicação. QDs podem se ligar com moléculas de reconhecimento como as proteínas, peptídeos e ácidos nucléicos formando bioconjugados. Os QDs tem sido, pelas ultimas duas décadas, incorporados em uma ampla gama de aplicações de catálises e sensores ópticos. Estes QDs possuem vantagens no estudo da biologia celular, através da sua eficiência em fluorescência e alta fotoestabilidade, sem alterar a integridade da célula. A citotoxicidade causada pela aplicação de QDs tem sido estudada em mamíferos, bactérias e protozoários. Algumas alterações tóxicas nas células têm sido observadas, como necrose e apoptose caracterizados por ruptura e extrusão de membrana e condensação da cromatina. Além disso, efeitos citotóxicos dos QDs podem estar ligados ao processo fotoquímico resultante da irradiação dos QDs sob condições aeróbicas de cultura de células para imagens in vivo. A ocorrência de foto oxidação de QDs em células vivas já é conhecido. Esse processo parece envolver uma transferência de elétrons de um QD excitado para uma molécula de O2 que produz um ânion superóxido. Assim, pode ocorrer a oxidação e corrosão da superfície da nanopartícula. QDs excitados também podem transferir energia para moléculas vizinhas, fenômeno conhecido como FRET (FluorescenceRessonance Energy Transfer) capazes então de gerar Oxigênio levando a formação de espécies reativas de Oxigênio (ROS). Além disso, pretendemos utilizar a metodologia FLIM (FluorescenceLifetimeImaging) para detectar enzimas associadas à oxidação celular, como NADPH oxidase. Neste estudo utilizaremos como modelo de interação: T. cruzi/Rhodniusprolixus, cujo processo de interação, já está bem descrito na literatura. E ainda investigaremos a citotoxicidade em formas promastigotas de L. brasiliensis, L. amazonensis e L. chagasi. A utilização de QDs combinado com FRET e o FLIM permitiráexplorar interações moleculares do processo de interação parasita-vetor em tempo real. Com a utilização destas tecnologias pretendemos com este estudo integrado, investigar os efeitos citotóxicos a partir da geração de espécies reativas de Oxigênio contribuindo para a elucidação de mais alguns aspectos do ciclo biológico destes parasitas e os mecanismos de interação com o seus vetores.