Interacción de nanopartículas de plata modificadas con ácido 4-mercaptobenzoico y citrato con dimiristoilfosfatidilcolina (DMPC)

JULIE MAYA GIRÓN; MARÍA ELENA VELA; RAQUEL V. VICO; BRUNO MAGGIO

Córdoba

Congreso; NanoCórdoba 2014; 2014

UNC

INTRODUCCION: El uso de nanopartículas (NPs) sintéticas se ha incrementado enormemente en los últimos años debido a su creciente uso en aplicaciones biomédicas y en nanomedicina. Por este motivo es que resulta sumamente importante el estudio de las interacciones entre las nanopartículas con las membranas celulares. En muchos casos las NPs necesitan unirse, romper y penetrar la membrana celular para inducir una respuesta lo cual depende fuertemente de su tamaño, forma, carga superficial y funcionalidad química superficial. Las NPs con dimensiones menores que 2nm pueden penetrar en las membranas celulares mientras que para las de mayor tamaño se ha propuesto que su acción ocurre principalmente a través de alteraciones de la estructura de la membrana, lo cual puede afectar fuertemente su permeabilidad, el potencial de membrana y sus funciones principales. Dependiendo entonces de la acción propuesta para las NPs en los sistemas biológicos es imprescindible el conocimiento de su interacción con las membranas. Dada la complejidad de las membranas biológicas naturales en una primera aproximación para el estudio de las interacciones se toma como sistema biomimético a las monocapas o bicapas lipıdicas soportadas. OBJETIVOS: Estudiar la adsorción de AgNPs modificadas con citrato (AgNPsCT) y con ácido 4-mercaptobenzoico (AgNPsMBA) en ausencia y presencia de monocapas de dimiristoilfosfatidilcolina (DMPC). Investigar la capacidad de las AgNPsCT y AgNPsMBA para formar monocapas de Langmuir por si mismas y en contacto con DMPC a distintos grados de empaquetamiento. RESULTADOS: Para estudiar la interacción de AgNPsCT y con AgNPsMBA con un modelo de biomembrana, se evaluó la adsorción de las NPs a la interface agua/aire y a interfaces de DMPC a diferentes presiones de superficie (equivalente a diferentes densidades moleculares iniciales de DMPC), a fin de conocer si la organización bidimensional que posee el lípido en la interface condiciona la interacción con las AgNPs. Se observó interacción con DMPC por parte de todas las AgNPs (Citratadas y con MBA). Cuando la presión de superficie de DMPC fue 5mN/m la presencia de NPs produjo un incremento en la presión de 5-6mN/m lo cual indica interacción con el lípido. Cuando la presión de DMPC fue 30mN/m las NPs no produjeron cambios en la presión de superficie, indicando ausencia de interacción (detectable por esta metodología). Por otro lado, se comparó la isoterma de Langmuir de DMPC pura con las isotermas de DMPC en las que se adsorbieron AgNPsCT y AgNPsMBA. Como experimento control se midió la interacción de Citrato y de MBA en concentraciones equivalentes a las que aportan las NPs. La interacción de AgNPsMBA con DMPC produce una expansión del área en toda la isoterma que es prácticamente constante y representa un incremento en el área, respecto a DMPC pura, de 11 a 15 por ciento. Por su parte, la presencia de MBA en la subfase no produce cambios en el área que ocupa DMPC. Las AgNPsCT producen una pequeña modificación en el área que ocupa DMPC (respecto a cuando está pura) hasta aproximadamente 20mN/m, luego las isotermas prácticamente se superponen indicando que las NPs que estaban en la interfase son excluídas. El análisis topográfico de los films por Microscopia de Angulo de Brewster (BAM) se condice con los resultados obtenidos en las isotermas, la presencia de las AgNPsMBA en la interfase es más evidente que la de AgNPsCT en films de DMPC. CONCLUSIONES: De acuerdo a los resultados obtenidos, tanto las AgNPsCT como las AgNPsMBA, interaccionan con el fosfolípido de DMPC a temperatura ambiente. Se observó que la magnitud de la interacción AgNPs/DMPC depende de la presión de superficie a la cual se encuentra el fosfolípido. Esto es una clara evidencia de que la organización del lípido en la monocapa (o interfase y posiblemente en biomembranas) es un factor clave que regula la interacción. La magnitud de la interacción de AgNPsCT o AgNPsMBA con DMPC es similar, lo que estaría demostrando que en estas NPs el recubrimiento no modifica notablemente la interacción con DMPC un fosfolípido zwiterionico. La compresión de la monocapa produce la expulsión de las AgNPsCT mientras que las AgNPsMBA permanecen en la interfase en todo el intervalo de presiones demostrando la importancia del modificador superficial en la interacción con el fosfolípido.