Caracterização do padrão de glicosilação do antígeno prostático humano (PSA) em soro humano pela lectina CramoLL 1,4 utilizando um biossensor eletroquímico baseado em nanotubo de carbono

FACEPEO câncer de próstata (CaP) é um dos tipos de tumor maligno mais incidente na população mundial, sendo também uma das principais causas de mortalidade por câncer. Geralmente ocorre em homens idosos e não é percebido em seus estágios iniciais. Para detectar o câncer de próstata, é de grande importância a avaliação pela dosagem sérica do antígeno específico da próstata (PSA), considerado o marcador tumoral da próstata. Porém, alterações nos níveis séricos do PSA são observadas também em doenças benignas da próstata, reduzindo a sensibilidade e especificidade do teste para se obter o diagnóstico. Uma peculiaridade do câncer que pode ser relevante no diagnóstico é a alteração no padrão de glicosilação de glicoproteínas secretadas e de superfície celular. A identificação de mudanças na expressão de glicanos permite a detecção precoce de vários tipos de câncer, inclusive o câncer de próstata. As lectinas são ferramentas empregadas para detectar tais alterações, graças à propriedade de reconhecer carboidratos com especificidade. Uma grande novidade no campo de estudos com lectinas é o desenvolvimento de pequenos dispositivos conhecidos como biossensores eletroquímicos baseados em lectinas para análise do perfil de glicoproteínas em processos fisiopatológicos. Esses dipositivos são elaborados utilizando eletrodos geralmente modificados com polímeros e nanomateriais, onde a lectina pode ser imobilizada e sua interação com o carboidrato quantificada com elevada sensibilidade e em tempo real. Neste trabalho foi realizado um estudo bioeletroquímico da lectina de Cratylia mollis (CramoLL) para caracterizar o padrão de glicosilação em soros de indivíduos saudáveis, com hiperplasia benigna da próstata (HBP) e CaP, utilizando biossensor eletroquímico baseado em CramoLL, imobilizada sobre eletrodo de carbono vítreo modificado com o polímero catiônico poli-Llisina (PLL) e nanotubos de carbono (NTC). Análises eletroquímicas e ópticas mostraram a formação de um filme de PLL e NTC na superfície eletródica, onde os NTC proporcionaram um aumento na área sensora de 71,2%, e nos valores de corrente anódica e catódica, e aumentaram a estabilidade da superfície, graça às propriedades físico-químicas dessas nanoestruturas. Foram investigadas as concentrações ótimas de PLL e NTC. CramoLL foi imobilizada com sucesso, numa concentração ótima de 200 μg mL-1. A interação entre CramoLL e metil-α-D-manopiranose (MeαMan)/ fetuína foi confirmada utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada, mostrando que a lectina manteve sua atividade biológica após imobilização. Foram obtidas curvas de calibração para diferentes concentrações dos glicanos, com faixa linear de 0,96 e 38,4 μg mL-1 de MeαMan (r= 0,982, p < 0,001) e limite de detecção (LD) de 0,04 μg mL-1e de 0,5 a 25 μg mL-1 de fetuína (r= 0,994, p< 0,001) e LD = 0,05 μg mL-1. O biossensor baseado em CramoLL foi exposto à amostras de soro de indivíduos sadios (controle), com HBP e CaP com escores de Gleason 6, 7 e 9 para analisar a interação entre CramoLL e glicoproteínas dos soros de cada grupo. Os sinais de correntes obtidos por voltametria de onda quadrada mostraram diferenças significativas entre o grupo controle e os grupos HBP, CaP escore 6 e 7; entre HBP e CaP escore 6; entre CaP escore 6 e os grupos CaP escore 7 e 9 e entre CaP escore 7 e CaP 9. O potencial de reconhecimento da lectina permitiu identificar alterações de glicosilação associadas ao câncer de próstata e distinguir das amostras não cancerosas e entre os diferentes escores de CaP. Esses resultados sugerem a possibilidade de aplicação em estudos futuros envolvendo caracterização de glicosilação em câncer.Prostate cancer (PCa) is a most frequently type of malignancy in global population and is also a major cause of cancer mortality. It usually occurs in older men and is not perceived in early stages. To detect the prostate cancer, this is of great importance the evaluation of serum prostate specific antigen (PSA), considered the prostate tumor marker. But, changes in serum PSA levels are also observed in benign prostate diseases, reducing the sensitivity and specificity of the test to obtain the diagnosis. A peculiarity of cancer that may be relevant in the diagnosis is the change in the pattern of glycosylation in glycoproteins secreted and cell surface. The identification of changes in the expression of glycans permits detection early of various types of cancer, including prostate cancer. Lectins are tools used to analyze such changes in diseases, through to the property to recognize carbohydrates with specificity. A great innovation in the field of studies with lectins is the development of smalls devices known as electrochemical biosensors based on lectins for analysis of the glycoproteins profile in physiopathological processes. These devices are typically produced using modified electrodes containing polymers, nanomaterials, where in the lectin may be immobilized and the interaction with carbohydrate quantified with high sensitivity in real time. This work presents a bioelectrochemical study of lectin of Cratylia mollis (CramoLL) to characterize the glycosylation pattern in sera from healthy individuals, with benign prostatic hyperplasia (BPH) and PCa, using electrochemical biosensor based on CramoLL immobilized on glassy carbon electrode modified with the polymer cationic poly-L-lysine (PLL) and carbon nanotubes (CNT). Electrochemical and optical analysis showed the formation of a PLL and CNT film on the electrode surface, where the CNT provided an increase in sensor area of 71.2%, and the anodic and cathodic current values, and increased stability of the surface due to the physical and chemical properties of these nanostructures. The optimal concentrations of PLL and NTC were investigated. CramoLL was successfully immobilized at a great concentration of 200 μg mL-1. The interaction between CramoLL and methyl-α-Dmannopyranose (MeαMan)/ fetuin was confirmed using voltammetry square wave technique, showing that the lectin retained its biological activity after immobilization. Calibration curves were plotted for different concentrations of the glycans with a linear range of 0.96 and 38.4 μg mL-1 for MeαMan (r = 0.982, p <0.001) and limit of detection (LOD) of 0.04 μg mL-1, and from 0.5 to 25 μg mL-1 for fetuin (r = 0.994, p