Espectroscopia de força em molécula única aplicada a interação de DNA com derivados de Platina

Abstract

Neste trabalho, estudamos a interação da molécula de DNA com alguns fármacos de Platina. Nós utilizamos espectroscopia de força de molécula única, que permite manipular pequenas partículas de escala micrométrica. Dessa forma, conseguimos estabelecer um análise sob as alterações ocorridas no experimento de estiramento para as propriedades mecânicas dos complexos DNA-fármacos formados, e descrevê-los como função de alguns parâmetros de interesse, tais como: tempo de difusão do fármaco, concentração de fármaco em solução, dentre outros. A essas alterações é proposto um modelo teórico para avaliar as mudanças em um dos parâmetros mecânicos, o comprimento de persistência, como função da concentração do fármaco utilizado. Com base nesse e em outro parâmetro mecânico, o comprimento de contorno, essa análise se torna uma poderosa ferramenta e permite verificar ainda, as propriedades relacionadas ao modo de ligação, o estado de compactação da molécula, a cinética da reação. Nossa análise envolveu fármacos comumente utilizados em tratamentos quimioterápicos derivados de um mesmo elemento químico, a Platina: Cisplatina, Carboplatina, Oxaliplatina. Todos os experimentos forma realizados sob mesmas condições, envolveram soluções tamponadas de diferentes concentrações iônicas e foram realizados para dois diferentes regime de forças: entrópico e entálpico.

In this work, we studied the DNA molecule with some Platinum drugs. We use single molecule force spectroscopy, which allows manipulating small particles of micrometer scale. Thus, we were able to establish an analysis of the changes that occurrrs in stretching experiments for the mechanical properties of the DNA-drug complexes formed and to describe them as a function of some parameters of interest, such as time of drug diffusion, drug concentration in solution, among others. A theoretical model is proposed to evaluate the changes in one of the mechanical parameters, the persistence length, as a function of the drug concentration used. Based on this and on another mechanical parameter, the contour length, this analysis becomes a powerful tool and allows to verify properties related to the binding mode, the compaction state of the molecule and the kinetics of the reaction. Our analysis involved drugs commonly used in chemotherapeutic treatments derived from the same chemical chain, based on Platinum: Cisplatin, Carboplatin, Oxaliplatin. All experiments were carried out under the same conditions, involving buffered solutions of different ionic concentrations and were performed for two different regime of forces: entropic and enthalpic.