Regulación de la interacción de anfifilos con membranas lipídicas modelo

Abstract

Las bases fisicoquímicas que rigen el fenómeno de inserción de moléculas anfitrópicas de moderada solubilidad en agua (como los anfifilos propuestos en esta tesis) a biomembranas no están claramente dilucidadas en la actualidad. Este fenómeno es de vital importancia tanto para la acción farmacológica de una gran cantidad de fármacos como para distintos eventos que rigen la función celular. En este sentido los estudios biofísicos sobre la interacción de fármacos con membranas modelo proporcionan un método simple pero efectivo para comprender el papel de los lípidos de membrana en el transporte de fármacos y la eficiencia de sistema de liberación de fármacos a través de barreras biológicas. En este trabajo de tesis nos propusimos estudiar los cambios que producen anfifilos relativamente solubles en soluciones acuosas sobre membranas lipídicas modelos. Planteándonos como objetivo general estudiar las diferencias en la capacidad de sistemas modelo de membranas biológicas con distintas propiedades estructurales y reológicas de incorporar moléculas anfitrópicas. Además, nos propusimos investigar los cambios inducidos sobre las propiedades biofísicas, estructurales y dinámicas de membranas aceptoras por la interacción con estos anfifílos. Para ello empleamos una amplia de batería de compuestos lipídicos con lo que construimos estructuras autoensambladas (monocapas y bicapas) utilizadas como modelos de membrana. De modo que nos permitió el control tanto de las propiedades físicas de continuo (estado de fases, compresibilidad, fluidez, electrostática de la película, etc…) como de la microestructura de las membranas (presencia de dominios lipídicos en coexistencias de fases lateral). Para la caracterización de las membranas de los anfifilos, así como para los estudios de interacción anfifilo- membrana utilizamos diferentes técnicas que incluyeron: Balanza de Langmuir, microscopia de ángulo de Brewster (BAM), microscopia de fuerza atómica (AFM), microscopia de fluorescencia confocal, calorimetría diferencial de barrido (DSC), entre otras. Resumen General Nuestros estudios han resaltado la importancia de las propiedades estructurales y reológicas de las distintas membranas lipídicas utilizadas (estados de fase, compresibilidad, difusión lateral y presencia de dominios lipídicos) en la interacción con estas familias de anfifilos. De estos estudios surge la compresibilidad de la membrana como el principal parámetro físico que rige la incorporación de los mismos, y a su vez observándose un fuerte patrón que indica que su inserción en biomembranas resulta en películas más elásticas. Hemos visto que esta capacidad de los anfifilos estudiados de perturbar la membrana adquiere la mayor relevancia en el contexto de permeación dérmica mejorada de fármacos a través del estrato córneo (SC) en piel o en eventos relacionados con el metabolismo lipídico tanto sobre su actividad enzimática de fosfolipasas como en el efecto estructural que sus productos ejercen sobre la membrana huésped. En general estos resultados contribuyeron a una mejor comprensión del mecanismo de interacción de estos anfifilos con membranas lipídicas. Lo cual es importante en el contexto de que estos anfifilos ejercen su acción al interaccionar con membranas biológicas. Los mismos son utilizados en tratamientos de enfermedades infecciosas desatendidas para la Argentina, como es la Leishmaniasis, para el tratamiento de cáncer o como el caso de la psicosina, involucrados en procesos de desmielinización que conllevan a alteraciones severas en el sistema nervioso central.