Aplicaciones de microscopias ópticas al estudio de la interacción entre polisacáridos y membranas lipídicas

C. I. CÁMARA; N. WILKE

La Falda

Congreso; 5° Congreso de Microscopía SAMIC 2018; 2018

5° Congreso de Microscopía SAMIC 2018

Los dextranos, son polisacáridos compuestos por monómeros de D-glucosa unidos entre sí por uniones  (1-6) y  (1-4)(las ramificaciones), su versatilidad se debe a sus propiedades de biocompatibilidad, solubilidad y biodegradabilidad. Dentro de los posibles derivados del dextrano, el dextran sulfato (DS, posee grupos sulfatos que le confieren carga negativa) y el dietilaminoetildextran (DEAE, cuyos grupos amino le otorga carga positiva) tienen un variado rango de aplicaciones. Estas aplicaciones implican el contacto directo de los polisacaridos con membranas celulares, por lo que es muy importante comprender como interactúan estos polisacáridos con membranas modelos; más específicamente como influyen sus propiedades mecánicas, reológicas, de permeabilidad, entre otras, para lo cual el uso de microscopias ópticas, entre otras técnicas, han sido de gran utilidad. En particular, las medidas de microscopía de ángulo de Brewster nos permitieron detectar la presencia de una sub-capa de polímero debajo de las monocapas de lípido. Con microscopia de fluorescencia estudiamos el efecto del polímero en la distribución de las regiones de diferentes fases lipídicas en coexistencia (dominios lipídicos), y el seguimiento de partícula única, mediante microscopia de contraste de fase nos permitió indagar sobre la viscosidad del film.En primer lugar estudiamos el rol de las interacciones electrostáticas de DS y DEAE con monocapas de DMPG y DPPC para comprender como éstos modulan las propiedades de la película lipídica. Los polímeros afectan más las películas de DMPG que las de DPPC, y dicho efecto es más marcado cuando el sistema polímero-lípido posee carga opuesta. En el caso de DS la mayor interacción se da en presencia de Ca2+ a través de la formación de una unión tipo puente mediada por el ion bivalente, formándose una subcapa de DS por debajo y en contacto con de la película lipidica. Esta subcapa aumenta la viscosidad interfacial de la película de DMPG modificando la dinámica de nucleación de los dominios lipídicos presentes en la película, produciendo dominios de diferentes tamaños y formas (Figura 1a). Además estudiamos la interacción entre DS con monocapas y vesículas (GUVs y LUVs) de DOPG:DPPC (1:1). La presencia de DS forma una subcapa con la película de DOPG:DPPC (similar a la formada con DMPG) mediada por la presencia de Ca2+, donde DS interactúa preferencialmente con las zonas condesadas de la película lipídica. Por otro lado, los estudios realizados con vesículas, demostraron que la presencia de DS revierte parcialmente la estabilidad de las mismas cuando se encuentran en presencia de Ca2+, debido a una competencia entre los grupos fosfatidil glicerol (PG) y DS por el catión bivalente. En GUVs, la interacción entre DS (0.4 %p/v) en presencia de calcio disminuye el porcentaje de vesículas fluctuantes como consecuencia del aumento de la carga en su superficie y también de su espesor, debido a la formación del puente DS - Ca2+ - PG (Figura 1b). En conclusión, los polisacáridos afectan las propiedades de los diferentes modelos de membranas (DOPG:DPPC y DMPG), y dicho efecto esta mediado por las interacciones electrostáticas que se dan entre los diferentes actores del sistema. En cuanto a vesículas, DS desestabiliza las películas lipídicas en presencia de calcio, esto indicaría que el efecto de estabilización de DS en vesículas propuesto por otros autores, se debe a una estabilización in vivo y no a las propiedades fisicoquímicas de las mismas.