Estudo das propriedades da membrana e sua influência na fusão de lipossomas catiônicos fusogênicos com vesículas biomiméticas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Cavalcanti, Rafaela Ramos Mororó [UNIFESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de São Paulo
• Palavras-chave em Português: Fusão de membranas; Lipossomas fusogênicos; Separação de fases; Vesículas biomiméticas; Sistema carreador de fármacos
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11600/65254

Lipossomas são vesículas lipídicas comumente utilizadas como modelo estrutural de membranas biológicas e carreadores de fármacos. A fim de melhorar sua capacidade de entrega intracelular, um sistema de lipossomas fusogênicos composto pelos lipídios DOTAP (catiônico) e DOPE (zwitteriônico) foi desenvolvido anteriormente e tem como principal rota de entrega a fusão de membranas. Este trabalho de doutorado direto teve como objetivo principal a investigação das propriedades da membrana (e.g, carga superficial e fase de membrana) e sua influência na eficiência de fusão desses lipossomas fusogênicos com vesículas biomiméticas (também chamadas de vesículas aceptoras). A eficiência de fusão foi analisada após mistura de vesículas unilamelares grandes (LUVs) do sistema fusogênico com o sistema aceptor formado por LUVs ou por vesículas unilamelares gigantes (GUVs). A carga superficial foi modulada a partir da variação na fração molar de um lipídio negativo (POPG), enquanto que a fase da membrana foi controlada a partir da adição de colesterol (fase líquido-ordenada, Lo) e de lipídios com diferentes temperaturas de transição de fase gel-fluida (Tm) (nas fases líquido-desordenada e sólido-ordenada, Ld e So). Mais especificamente, as vesículas aceptoras foram compostas pela mistura de POPC:POPG (fase Ld) e DPPC:DPPG (fase So) com e sem colesterol, assim como pelas misturas de POPC:DPPG e POPG:DPPC (coexistência das fases Ld/So). Além disso, uma nova composição de sistema fusogênico foi proposta com os lipídios DMTAP e DMPE, os quais possuem Tm ≈ 40 oC. Alterações no tamanho e carga superficial foram observadas utilizando o espalhamento de luz dinâmico (DLS) e potencial zeta. A calorimetria de titulação isotérmica (ITC) foi utilizada para definir a entalpia de ligação entre os sistemas. Experimentos de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e anisotropia de sonda fluorescente foram feitos para avaliar o comportamento térmico e grau de ordenamento das misturas, respectivamente. As microscopias ópticas convencional e confocal foram utilizadas para investigar a eficiência de fusão. As medidas de DLS, potencial zeta e ITC mostraram que a eficiência de fusão entre LUVs na fase Ld era dependente da concentração de POPG, e que esse processo era do tipo exotérmico. A adição de colesterol pareceu não interferir na eficiência de fusão; entretanto, a presença do colesterol adicionou uma componente endotérmica à interação do sistema fusogênico-aceptor. Ainda, os experimentos de anisotropia da sonda fluorescente mostraram que o grau de ordenamento Ld/Lo < So/Lo. A alta eficiência de fusão entre as LUVs fusogênicas e ambos sistemas de GUVs com a coexistência das fases Ld/So resultou na dissolução dos domínios. Por fim, a nova composição do sistema fusogênico apresentou uma alta eficiência de fusão com GUVs carregadas negativamente. Portanto, a fase da membrana, assim como sua carga superficial, alteram a eficiência de fusão de lipossomas fusogênicos e vesículas biomiméticas. A modulação dessas propriedades da membrana possibilita o controle da fusão de sistemas carreadores – e portanto a entrega intracelular do material encapsulado – com a célula.