Interacción de (bio)polímeros con biomembranas
Interacción de péptidos e proteínas con compoñentes de membrana
A interacción proteína-membrana constitúe en moitos casos o primeiro paso para a infección, polo que o recoñecemento de estruturas proteicas por parte das membranas adquire vital importancia no estudo dos mecanismos de patoxénese. Neste sentido, o uso de secuencias peptídicas características do comportamento destas proteínas simplifica o deseño experimental e a interpretación de resultados destes estudos. Un claro exemplo disto é a colonización celular característica da infección vírica, que dá comezo na superficie da célula infectada.
Tamén salientan certos péptidos (que tamén podemos caracterizar na interface ar/auga) que, pola súa capacidade de atravesar ou interaxir selectivamente con membranas lipídicas, aparecen como candidatos interesantes a fármacos con novos mecanismos de acción que permitan facer frente a bacterias súper-resistentes. Estes mecanismos de acción, ben como a toxicidade do principio activo, estámolos a estudar arestora no noso laboratorio a través da interacción destes péptidos con modelos de membrana.
- C. M. Morais et al. / BBA - Biomembranes 1860 (2018) - ver artigo
- S. Pérez-López et al. / Coll. Surf. B 158 (2017) 278-286 - ver artigo
- J. Miñones et al. / Langmuir 31 (2015) 10161–10172 - ver artigo
Alteracións na estrutura membranar producidas por polímeros
Moitos polímeros, entre os que se encontran os copolímeros-bloco de poli(óxido de alquileno) ou a polietilenimina (PEI) demostran ter interacción coas membranas biolóxicas, puidendo ter distintos efectos biolóxicos en función da estrutura e, por tanto, propiedades do polímero.
Nomeadamente, algúns destes compostos exercen efectos opostos en función da súa interacción cos lípidos de membrana, debilitando a súa estrutura coloidal causando a súa rotura (no caso dos eritrócitos, por exemplo, cun efecto hemolítico), ou ben protexendo a membrana e preservando a súa estrutura (neste exemplo, protexendo da hemólise).
No primeiro caso, esta desestabilización pode ser aproveitada para a transfección de material xenético ou outros principios activos.
Tamén outros polímeros empregados en medical devices, como as lentes de contacto, deben interaxir coas biointerfaces dun xeito que permita que exerzan a súa función. É por isto que a interacción polímero/membrana é un campo de enorme interese para o noso grupo de investigación.
- J. Sabín et al. / Coll. Surf. B: Biointerfaces 210 (2022) 112219 - ver artigo
- I. Sández-Macho et al. / Coll. Surf. B: Biointerfaces 133 (2015) 270-277 - ver artigo
Interaccións fármaco-membrana
Mecanismos de acción de fármacos: a membrana celular como diana terapéutica
Son moi numerosos os fármacos que exercen a súa acción farmacolóxica na membrana celular. De facto, un dos mecanismos de acción dalgúns antibióticos é a rotura ou síntese inadecuada da membrana do microorganismo como medio para a destrución do axente infeccioso. Por outra banda, fármacos que teñen a súa diana terapéutica no interior da célula vense na obriga de atravesar a membrana, o que pode acontecer por diferentes mecanismos, algúns dos cales implican unha interacción íntima entre o fármaco e a membrana.
Neste sentido, a interacción da molécula en cuestión con componentes da membrana xoga un rol crucial na acción do fármaco. O estudo desta interacción por métodos fisicoquímicos (como variacións en magnitudes termodinámicas, que responden a cambios nas forzas de interacción intermolecular) permítenos dilucidar estes mecanismos a fin de entender mellor a acción do principio activo, e facilitar a procura doutros análogos estruturais para obter o mesmo efecto.
- M. Jurak et al. / BBA - Biomembranes 1858 (2016) 1821-1832 - ver artigo
Estudos de afinidade: absorción de fármacos. Bases moleculares da biofarmacia e a farmacocinética
Como parte do proceso que conduce á acción farmacolóxica na diana terapéutica, as moléculas dun principio activo sofren múltiples procesos difusivos que implican membranas lipídicas no interior do organismo, dependendo esta travesía da vía de administración do medicamento. En calquera caso, a afinidade dos fármacos por microambientes lipídicos resulta de vital importancia para atravesaren as membranas biolóxicas.
Por iso, a interacción entre fármaco e componentes de biomembranas tamén achega información sobre a absorción sistémica dunha determinada molécula; esta información ten utilidade no deseño e nos estudos biofarmacéuticos que se levan a cabo no proceso de avaliación da incorporación dunha nova molécula ao arsenal terapéutico, ou ben para estabelecer correlacións entre o seu comportamento biofísico e a súa farmacocinética.
- E. V. Lage et al. / Chemico-Biological Interactions 289 (2018) 75-80 - ver artigo
Mecanismos de liberación: interacción agregado - membrana celular
Interacción de novos tensioactivos con biomembranas
No proceso de liberación dun principio activo por parte dun sistema vector, con frecuencia o propio sistema entra en contacto coa célula diana como paso previo á cesión do fármaco e, de ser o caso, a súa internalización. Consecuentemente, o estudo da interacción entre o sistema de liberación (por exemplo, un agregado coloidal) con compoñentes da membrana que se pode encontrar no primeiro contacto coa célula resultan de grande interese para avaliar a calidade dese sistema como vector de moléculas bioactivas.