El ácido 3-hidroxiquinurénico como sensor fluorescente biocompatible

SERGIO D. EZQUERRA RIEGA; ISABEL PERILLO; VILLANUEVA A.; MARIA CECILIA GARCÍA VIOR; JUAN MANUEL LAZARO MARTINEZ; LÁZARO-CARRILLO A.; MARÍA S. SHMIDT; MARIA INES ABASOLO; MERCEDES BLANCO; JUAN CARLOS STOCKERT

Potrero de los Funes, San Luis

Simposio; XXI Simposio Nacional de Química Orgánica; 2017

SAIQO

Los métodos basados en sensores o sondas fluorescentes han generado un graninterés, siendo muy utilizadas en el campo biológico, químico, ecológico e industrial. Las sondas fluorescentes en general, y particularmente aquellas que poseen estructuras heterocíclicas compatibles con sistemas biológicos, desempeñan un papel crucial para el estudio de procesos fisiológicos y bioquímicos mediante imágenes. Presentamos en esta comunicación las propiedades espectroscópicas, ensayos de viabilidad y localización celular del ácido 3-hidroxiquinurénico, un nuevo fluorocromo. Las tres uniones de hidrógeno intramoleculares asistidas por resonancia que pueden establecerse en el ácido 3-hidroxiquinurénico serían responsables de las características fisicoquímicas particulares observadas (alta insolubilidad en la mayoría de los solventes y baja reactividad del anillo heterocíclico, entre otras). Frente a la dificultadde obtener monocristales adecuados para ser estudiados por difracción de rayos X, los experimentos de RMN en estado sólido permitieron obtener información estructural de gran importancia. Se observó una única molécula por celda unidad, siendo la estructura carbonílica la forma tautomérica predominante en estado sólido, mientras que ésta resultó el único tautómero detectado solución (DMSOd6). En el espectro IR (KBr) se observó una banda ancha de baja a mediana intensidad a 2200-3500 cm-1, correspondiente a estiramientos O-H/N-H asociados. Los valores de pKa que pudieron determinarse experimentalmente son 2.2 y 3.9.Las propiedades fluorescentes del ácido 3-hidroxiquinurénico, máx de absorción:373 y 388 nm (DMF: 6.49x103 y 6.54x103 M-1cm-1 respectivamente), máx de emisión: 474 nm y rendimiento cuántico de fluorescencia,F: 0.77±0.03 en DMF y 0.73±0.03 en PBS (máx: 367 nm, 3 bandas, : 7,27x103 M-1cm-1) lo presentan como una sonda fluorescente muy promisoria debido a su versatilidad sintética, ya que este núcleo heterocíclico permite la introducción relativamente fácil de otros sustituyentes para el ajuste posterior de propiedades físicoquímicas, y biocompatibilidad debido a que es un derivado del metabolismo del triptofano. Así, después de tiempos de incubación cortos o largos (3 o 18 hs) de células HeLa en presencia de ácido 3-hidroxiquinurénico a concentraciones de 10, 50 y 100 μg/mL, no se observaron cambios morfológicos ni efectos citotóxicossignificativos mediante el ensayo de viabilidad con MTT. Por microscopía defluorescencia en células HeLa vivas, incubadas 18 hs con 10 o 50 μg/mL de ácido 3hidroxiquinurénico, se observó con bastante frecuencia una estructura perinuclear de aspecto granular con fluorescencia azul bajo excitación ultravioleta, cuyo significado es aún desconocido.