Una sola sonda fluorescente para la detección simultánea de la polaridad, la viscosidad y la esterasa

Área de la Ciencia:

• Ingeniería biomédica
• Imágenes moleculares
• Biología celular

Sus antecedentes:

• La disfunción celular en la apoptosis, ferroptosis y toxicidad implica cambios complejos en la actividad de la esterasa y propiedades del microambiente como la polaridad y la viscosidad.
• Las sondas convencionales ofrecen información limitada al medir solo un parámetro, lo que dificulta la comprensión de los cambios celulares interdependientes.
• Se necesita una sonda multifuncional para el monitoreo en tiempo real y con resolución espacial de múltiples parámetros dentro de los compartimentos subcelulares.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una sonda fluorescente de doble emisión para el monitoreo simultáneo de la actividad de la esterasa, la polaridad y la viscosidad.
• Investigar la utilidad de esta sonda para distinguir entre células vivas, apoptóticas y fijas.
• Explorar su aplicación en la comprensión de la disfunción celular durante la ferroptosis y la hepatotoxicidad inducida por fármacos.

Principales métodos:

• Desarrollo de una sonda fluorescente de doble objetivo (PQE) con fluorescencia roja localizada en mitocondrias y fluorescencia verde anclada en gotas de lípidos.
• PQE integra un sensor de polaridad basado en quinolina, un rotor molecular derivado de pireno para la viscosidad y un grupo activable por acetoximetil esterasa.
• Aplicación de PQE en células vivas para monitorear la actividad de la esterasa, la polaridad y los cambios de viscosidad durante la ferroptosis y en modelos de hepatotoxicidad inducida por acetaminofén y LPS.

Principales resultados:

• PQE logró con éxito el monitoreo simultáneo de la actividad de la esterasa, la polaridad y la viscosidad en células vivas.
• La inducción de la ferroposis se correlacionó con la inactivación de la esterasa, el aumento de la viscosidad mitocondrial y la disminución de la polaridad de las gotas lipídicas.
• La PQE visualizó la inhibición de la esterasa y el desequilibrio viscosidad-polaridad en modelos de hepatotoxicidad inducida por fármacos.

Conclusiones:

• La detección simultánea de varios parámetros dentro de una sola sonda proporciona un perfil celular completo.
• Este enfoque en tiempo real específico de los orgánulos mejora la sensibilidad y la precisión para detectar eventos ferroptóticos y hepatotóxicos.
• La sonda desarrollada muestra potencial para acelerar las aplicaciones en diagnósticos y detección de drogas.