Relatórios de Estágio e Monografia intitulada “Os desafios bioanalíticos na deteção e monitorização de peróxido de hidrogénio na sinalização redox”

Abstract

As espécies reativas de oxigénio são um grupo de moléculas derivadas do oxigénio, que são formadas por redução-oxidação (redox) ou por excitação eletrónica, e que têm diferentes distribuições temporais e espaciais e uma ampla gama de concentrações intracelulares e extracelulares. O peróxido de hidrogénio é umas destas espécies com mais interesse ao nível da sinalização redox celular sendo que as suas concentrações podem desencadear diferentes respostas, existindo níveis limiares que separam o estado patológico do estado fisiológico e por conseguinte, o estado de oxidative eustress do estado de oxidative distress. Assim, é importante compreender como é que esta molécula se comporta e encontra no corpo humano, por forma a realizar a sua deteção e monitorização. Atualmente, são aplicados vários métodos analíticos destacando-se os espectroscópicos (quimioluminescência e fluorescência) e os eletroanalítcos (sensores e biossensores). Os biossensores, embora ainda apresentem algumas desvantagens assumem-se como um dos maiores desafios na deteção e monitorização do peróxido de hidrogénio utilizando uma molécula de reconhecimento biológico ou mediadores de transferência de eletrão tais como os hexacianoferratos, conhecidos como “peroxidases artificiais”. Estes sensores são capazes de fornecer informações sobre a dinâmica de concentração em tempo real, que não é acessível com outros métodos. Torna-se, então, claro que o H2O2 desempenha funções fundamentais nometabolismo sendo a compreensão do seu papel biológico bastante relevante e os métodosde deteção e monitorização um enorme desafio. Assim, foram aplicadas diversas metodologias analíticas para compreensão da sua bioatividade no tecido cerebral, em células cancerígenas e outras células.

Reactive oxygen species are a group of molecules derived from oxygen, which are formed by reduction-oxidation (redox) or by electronic excitation, and which have different temporal and spatial distributions and a wide range of intracellular and extracellular concentrations. Hydrogen peroxide is one of this species interesting reactive oxygen species in terms of cellular redox signalling and its concentrations result in different responses. Different levels of hydrogen peroxide separate the pathological state from the physiological state and, the oxidative eustress state from the oxidative distress state. Thus, it is important to understandhow this molecule behaves and finds in the human body to carry out its detection and monitoring. Nowadays, several analytical methods are applied, highlighting spectroscopic(chemiluminescence and fluorescence) and electroanalytical (sensors and biosensors).Biosensors, although they still have some disadvantages, are one of the biggest in challenges in detection and monitoring of hydrogen peroxide using a biological recognition molecule or electron mediators such as hexacyanoferrate compounds known as an “artificial enzyme peroxidase”. This type of sensors can provide information regarding the real-time concentration dynamics of hydrogen peroxide, that are not accessible to other methods. It then becomes clear that hydrogen peroxide plays key roles in metabolism being the understanding of its biological role very relevant and the methods detection and monitoring a huge challenge. Thus, several analytical methodologies were applied to understand its bioactivity in brain tissue, cancer cells and other cells.