Ciclodextrinas en sistemas auto-organizados biomiméticos.

RAQUEL V. VICO; BRUNO MAGGIO; RITA HOYOS DE ROSSI

Córdoba

Jornada; Nano-Córdoba 2011; 2011

Facultad de Ciencias Química, FAMAF-U.N.C.

Un desafío de la química supramolecular es el diseño de arquitecturas que emulen propiedades de sistemas biológicos en cuanto a su capacidad de responder dinámicamente a estímulos. Las interacciones no covalentes en sistemas auto-organizados pueden guiar la organización de moléculas, que interactúan débilmente entre sí, hacia estructuras auto-ensambladas bien definidas. Estas estructuras poseen la característica de ser dinámicas y con capacidad de responder a estímulos, propiedades esenciales en el diseño de nuevos materiales y en biomedicina.1 Las ciclodextrinas son oligosacáridos cíclicos capaces de formar complejos de inclusión con una gran variedad de ligandos a través de interacciones reversibles-no covalentes. Las ciclodextrinas pueden ser modificadas con cadenas hidrocarbonadas o perfluoradas obteniéndose derivados anfifílicos. Adecuando las condiciones de síntesis se pueden obtener derivados monosustituidos o persustituidos que muestran propiedades diferentes cuando se auto-organizan en interfases. Estas estructuras auto-organizadas presentan gran interés en nanociencia y nanotecnología debido a su potencial para construir nanoreactores, (bio)sensores, dispositivos ópticos y electrónicos como así también para el secuestro de ligandos que interaccionen con las ciclodextrinas. Ciclodextrinas anfifilicas sustituidas con cadenas hidrocarbonadas y perfluoradas forman films monomoleculares estables en interfases agua-aire. Los films fueron caracterizados empleando técnicas como isotermas de presión de superficie y potencial de superficie, microscopia de ángulo de Brewster, microscopía de epifluorescencia y PM-IRRAS. Dependiendo del grado de sustitución y del tipo de cadena (hidrocarbonada, perfluorada) las características y propiedades del film varían considerablemente pudiéndose regular por ejemplo la accesibilidad de la cavidad para su interacción con ligandos.2-3 Las ciclodextrinas anfifílicas pueden formar vesículas unilamelares (CDv) que tienen la capacidad de unir una gran variedad de ligandos en su superficie a través de interacciones supramoleculares no covalentes.1,3 El reconocimiento molecular en biosuperficies frecuentemente es mediado por interacciones multivalentes en lugar de interacciones monovalentes. El conocimiento de cómo se establecen estas interacciones y como ocurre el reclutamiento de componentes (clustering) en superficies es de interés para comprender como se establece el reconocimiento molecular.1 La superficie de CDv fue decorada (recubierta) con derivados de maltosa-adamantano/lactosa-adamantano a través de interacciones no covalentes. Las CDv decoradas con carbohidratos se hicieron interaccionar con lectinas que son proteínas tetravalentes que reconocen carbohidratos. Se estudió la cinética de las interacciones multivalentes ortogonales en la interfase del sistema ternario vesículas-carbohidratos-lectinas. Cada lectina requirió de una densidad de carbohidratos crítica en la superficie para que el proceso de agregación ocurra, figura 2. Estos estudios permitieron predecir la respuesta del sistema a diferentes concentraciones de sus componentes. Esta metodología puede ser extendida a otros sistemas en cuyas interfases ocurran interacciones no covalentes del tipo ligando receptor. 5