Estudio de la propiedades fusogénicas de vesículas lipídicas sintéticas con potencial aplicación farmacológica mediante técnicas de fluorescencia

Abstract

En el campo de la biotecnología, debido a grandes e importantes avance en las áreas de la biomedicina, farmacéutica y cosmetológica, se hace necesario el estudio básico del comportamiento químico-físico de los procesos aplicados a esta industria. En este sentido, el estudio de las propiedades fusogénicas de vesículas lipídicas, permite generar un conocimiento necesario, al momento de tomar las decisiones de utilizar liposomas como posibles vehículos o carrier para drogas o genes. En la actualidad se desconoce la relación entre la presencia de microdominios segregados de las vesículas lipídicas, con la capacidad fusogénica de estas. Sin embargo estudios recientes han demostrado que la composición lipídica juega un rol importante en la fusión célulavesícula. Zhang y colaboradores evidenciaron que el colesterol cumple un rol importante en el inicio del proceso de fusión de vesículas (Zhang et al., 2009). En este sentido la presente tesis pretende contrastar la hipótesis que indica que pequeñas variaciones en las propiedades fisicoquímicas de la lamela (como orden de empaquetamiento e hidratación) pueden afectar el proceso fusogénico. En este escenario se pretende estudiar el fenómeno de fusión en modelos vesícula-vesícula, tratando de relacionar si la presencia de microdominios, mediados por pequeñas variaciones en la composición de las bicapas afecta el proceso de fusión. Se realizó un estudio sistemático de las variaciones en las propiedades físicoquímicas de vesículas unilamelares grandes, con diferente composición lipídica. Las propiedades evaluadas fueron, la hidratación de la interfase hidrofílica-hidrofóbica, el orden de empaquetamiento y las propiedades dinámicas de las moléculas en la membrana. Estas propiedades se relacionaron con la capacidad de fusión de las vesículas en los sistemas estudiados. Estos análisis fueron realizados mediante las técnicas de espectroscopía de fluorescencia resuelta en el tiempo y en estado estacionario. En los resultados obtenidos se pudo comprobar lo ya reportado con respecto a el efecto de la presencia del colesterol, el cuál no es lineal con su concentración, habiéndose detectado discontinuidades en algunas propiedades fisicoquímicas de la bicapa. Por ejemplo la fluidez (Lian and Ho 2000; Veatch and Kéller 2002). Estas irregularidades observadas en las propiedades físicoquímicas de las vesículas formadas con DPPC/DOPC/CHO 1:1:1 en mol, pueden ser consecuencia de la presencia de microdominios en las bicapas lipídicas. Estos dominios ricos en Colesterol, provocarían que esta molécula se agrupe en ciertas zonas bien determinadas y a concentraciones discretas provocando un desplazamiento de moléculas de agua, promoviendo zonas de muy baja hidratación en la membrana. Esto a la vez se correlaciona con el hecho que a esta concentración de colesterol se haya producido la mayor eficiencia en la “fusión” de las vesículas sintéticas aquí estudiadas. Nuestros resultados se relacionan con los trabajos de otros autores, que evidencian que dominios ricos en colesterol (rafts) favorecen los procesos de fusión en diferentes sistemas biológicos (Pal et al., 1988; Wahlberg et al., 1992; Bron R et al., 1993; Stegmann et al., 1993; Bron et al., 1994). Además, Zhang y col. demostraron que colesterol tiene un rol fundamental en el inicio del proceso de fusión de vesículas (Zhang et al., 2009). Estos resultados son de gran utilidad para una potencial aplicación de las vesículas sintéticas en la industria farmacológica y farmacéutica. Sin embargo, es necesario realizar una mayor investigación básica de los fundamentos científicos del proceso de fusión y su relación con la composición lipídica de estás vesículas.