PCL-1 consiste de uma molécula de luciferina emissora de luz dentro do ácido borónico que reage com o peróxido de hidrogênio
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Nova sonda baseada na luciferase, enzima que dá brilho aos vagalumes, permite aos investigadores monitorar níveis de peróxido de hidrogênio em camundongos e, assim, controlar a progressão de doenças infecciosas ou tumores cancerosos sem prejudicar os animais.
Desenvolvido por pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) e da Universidade da Califórnia (UC), Berkeley, Estados Unidos, a sonda bioluminescente já forneceu a primeira evidência direta experimental que o peróxido de hidrogênio é produzido de forma contínua, mesmo em um animal saudável.
"Nós desenvolvemos o desenho, a síntese e as aplicações in vivo do peróxido Caged luciférico-1 (PCL-1), uma sonda bioluminescente quimiosseletiva para a detecção em tempo real de peróxido de hidrogênio dentro de animais vivos", diz Christopher Chang, químico no Berkeley Lab.
A sonda PCL-1 consiste de uma molécula de luciferina emissora de luz dentro de uma gaiola molecular do ácido borónico. O ácido borónico seletivamente reage com moléculas de peróxido de hidrogênio para liberar a luciferina, desencadeando uma resposta bioluminescente na presença de luciferase do vagalume. Para seus estudos, Chang e seus co-autores trabalharam com camundongos transgênicos que carregavam o gene da luciferase do vagalume.
"A alta sensibilidade e seletividade da sonda de peróxido de hidrogênio PCL-1, combinado com as propriedades favoráveis de bioluminescência na imagem in vivo, permite uma tecnologia única para monitoramento das flutuações fisiológicas nos níveis de peróxido de hidrogênio em tempo real", diz Chang. "Isso oferece oportunidades para dissecar as contribuições distintas de peróxido de hidrogênio para a saúde, envelhecimento e doença".
O peróxido de hidrogênio é um desinfectante natural. Células produzem essa molécula pequena, mas altamente reativa, para matar patógenos invasores. Ele também desempenha um papel fundamental na sinalização celular que é essencial para o crescimento, desenvolvimento e bem-estar físico dos seres humanos e outros organismos.
No entanto, o excesso de produção de peróxido de hidrogênio em células é marca de estresse oxidativo e inflamação, sendo associada ao aparecimento e progressão do câncer e diabetes, além de doenças cardiovasculares e neurodegenerativas.
Chang e seu grupo demonstraram que o peróxido de hidrogênio pode servir como um agente altamente eficaz para a sinalização nas imagens in vivo. Para este fim, eles desenvolveram uma série de marcas de peróxido de hidrogênio fluorescente para monitorar metabólitos do oxigênio de pequenas moléculas em células vivas, tecidos e organismos.
Com a nova sonda de PCL-1, eles foram capazes de estudar ratos com câncer de próstata e acompanhar as flutuações do peróxido de hidrogênio gerado pelas células cancerosas com base na quantidade de luz emitida pela sonda.
"A sonda PCL-1 nos permite estudar a química de cânceres e outras doenças em progresso em animais vivos", diz Chang.
Além de não fazer mal ao animal, Chang e seu grupo queriam uma sonda que pudesse detectar simultaneamente sinais de peróxido de hidrogênio a partir de várias regiões ou de todo o organismo. Eles também queriam um teste que fosse capaz de detectar sinais intracelulares, sem ter que retirar pele para detectar um sinal de um tecido específico. Eles escolheram a bioluminescência devido às suas propriedades favoráveis para a imagem in vivo.
Chang e seus colegas estão agora trabalhando para melhorar a sensibilidade da sonda PCL-1. Eles também gostariam de aperfeiçoar sua metodologia para poder analisar simultaneamente múltiplos biomarcadores.
Fonte: Isaude.net
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