As enzimas, essenciais para as funções celulares e fisiológicas normais, estão implicadas em várias doenças como o cancro e a diabetes devido à sua actividade anormal. Portanto, o rastreamento da atividade enzimática é uma estratégia valiosa para o diagnóstico e monitoramento de doenças. As técnicas convencionais de imagem são limitadas pela necessidade de agentes de contraste, baixa sensibilidade e resolução espaço-temporal.



Para superar essas limitações, os pesquisadores estão investigando cada vez mais sondas fluorescentes para visualização não invasiva e em tempo real da dinâmica enzimática e do estado da doença correspondente.

Em um novo artigo de revisão, pesquisadores da Coreia resumiram os últimos avanços no desenvolvimento de sondas fluorescentes de infravermelho próximo ativadas por enzimas (NIR) e suas diversas aplicações em pesquisa biomédica e medicina. Fornecendo mais informações sobre seu artigo, os autores principais,

O professor Jun-Seok Lee da Faculdade de Medicina da Universidade da Coreia e o professor Juyoung Yoon da Ewha Womans University na Coreia explicaram:"Embora o exame convencional de biomarcadores dependa do nível de expressão comparativo de uma enzima alvo, ele não reflete a atividade enzimática. Ativado por enzima sondas fluorescentes podem ajudar a monitorar a dinâmica da atividade enzimática in vitro e in vivo”.

O artigo de revisão foi publicado em Trends in Analytical Chemistry .

As sondas fluorescentes ativadas por enzimas consistem principalmente em três componentes:um fluoróforo que emite fluorescência após a ativação, um ligante e uma unidade de reconhecimento enzimático. Quando a sonda encontra a enzima alvo, a carga resultante ou transferência de energia ativa o fluoróforo NIR, emitindo fluorescência detectável.

Os autores descrevem várias estratégias de design para estas sondas fluorescentes adaptáveis, com aplicações versáteis em estudos direcionados a enzimas envolvidas em processos metabólicos, neurotransmissão, crescimento celular, morte celular e outros processos-chave.

As sondas fluorescentes NIR são amplamente utilizadas em imagens biomédicas para visualizar células e tecidos e fornecem medições altamente sensíveis e em tempo real da atividade enzimática em células, bem como em modelos de doenças animais.

Sua seletividade permite a detecção de enzimas aberrantes específicas de determinados tumores ou doenças, auxiliando no diagnóstico precoce e diferencial. Além disso, eles são usados ​​para delinear margens tumorais ou tecidos específicos, orientar a ressecção cirúrgica e ser promissores na avaliação de respostas terapêuticas a terapias direcionadas a enzimas. Além disso, suas aplicações se estendem à detecção ambiental, segurança alimentar, análise de água e ar.

As sondas fluorescentes ativadas por enzimas oferecem alta especificidade e sensibilidade, excelente biocompatibilidade, facilidade de uso e propriedades ajustáveis, tornando-as ativos valiosos em pesquisas biomédicas e cuidados de saúde. Novos estudos podem ajudar no projeto de sondas fluorescentes multi-alvo capazes de distinguir entre diferentes tipos de células e auxiliar em pesquisas clínicas, diagnósticos, monitoramento de doenças e tratamentos. No geral, estas sondas têm um potencial significativo para revolucionar os cuidados de saúde.

Esta revisão aprimora nossa compreensão das sondas fluorescentes e estabelece as bases para pesquisas futuras que podem expandir suas aplicações. Os autores concluem dizendo:"A atividade enzimática anormal é uma marca registrada de várias doenças. Sondas fluorescentes NIR podem ser usadas como ferramentas moleculares para visualização e quantificação de tais biomarcadores. Embora avanços significativos tenham sido feitos em seu desenvolvimento, estudos adicionais são necessários para ampliar suas bioaplicações."

Mais informações: Hyunsun Jeong et al, Avanços recentes em sondas fluorescentes NIR ativadas por enzimas para aplicações biológicas, Trends in Analytical Chemistry (2023). DOI:10.1016/j.trac.2023.117335
Fornecido pela Faculdade de Medicina da Universidade da Coreia