Interacción de quercetina con monocapas de dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) de la membrana celular

Abstract

En este trabajo se estudia la interacción entre el fosfolípido dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) con el antioxidante perteneciente a la familia de los flavonoles conocido como quercetina, utilizando monocapas de Langmuir como modelo de membrana celular. Los flavonoides han captado gran atención recientemente gracias a sus propiedades antioxidantes y sus posibles efectos anticancerígenos que están experimentalmente demostrados como protectores celulares; sin embargo se desconocen sus mecanismos de acción en las membranas celulares (Bijalet al., 2010). Los estudios de interacción membrana-antioxidante que se han realizado utilizando liposomas o cromatografías de afinidad son muy escasos(Ollilaet al., 2002). La utilización de monocapas de Langmuir nos permite obtener modelos de membrana estables donde se permite tener control estricto de las variables endógenas del sistema, así como la naturaleza, composición, presión y temperatura de la membrana. (Duncan y Larson, 2008). Los objetivosde este trabajo fueron primeramente obtener películas de Langmuir a partir de dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) para biomimetizar las membranas celulares in vitro, considerando que este componente (DPPC) es una de las estructuras fundamentales de las membranas celulares animales. Seguidamente, obtener películas de mezclas a diferentes proporciones de DPPC-Quercetina, y analizar su comportamiento en la interfase aire-agua. A partir de dicha información se estudió la interacción entre una monocapa como modelo de membrana y la quercetina. Por medio de la inyección de quercetina en la subfase, se simuló un ambiente extracelular saturado con quercetina y se observaron los cambios en la presión de la monocapa causados por la intercalación de las moléculas de quercetina en la misma. Por medio de la obtención de películas Langmuir-Blodgett, se obtuvieron imágenes de microscopía de fuerza atómica (AFM) para observar la presencia del flavonoide en la membrana. Simultáneamente a la formación de la isoterma, también se utilizó microscopía de ángulo de Brewster (BAM) para observar la monocapa en la interfase aire-agua. La microscopia de fuerza atómica es un método novedoso de alta resolución para el análisis de cualquier superficie, incluyendo el de células vivas o modelos biológicos. Esta técnica potente es utilizada también para la caracterización mecánica, eléctrica y magnética de muestras tanto de muestras biológicas como no biológicas, así como su estudio cuantitativo y cualitativo. La operación de AFM está basada en la detección de las fuerzas ya sean de repulsión o atracción a nivel atómico de la muestra. La interacción entre la superficie estudiada y la punta del microscopio localizado muy cerca de la muestra corresponde a la fuerza entre los átomos y los de la muestra. Una imagen de contraste es generada al monitorear las fuerzas de interacción entre la punta y la superficie estudiada (Kuznetsovaet al, 2007). La importancia de conocer la interacción entre la membrana y los flavonoides ha sido descrita anteriormente por (Hendrich, 2006), quienes aseguran que, gracias a que se cree que los compuestos orgánicos presentes en las plantas tienen una influencia positiva en la salud humana, han sido utilizados como medicina. En años recientes, estos compuestos ya han sido extraídos, purificadas y caracterizados químicamente y en muchos casos, su acción biológica ha sido establecida. Para muchos compuestos, el espectro de su actividad biológica ha sido ampliado, y crece constantemente más de lo esperado conforme se van realizando investigaciones sobre la base más profunda de los efectos biológicos de las biomoléculas. Los blancos de los medicamentos basados en compuestos bioactivos se localizan en distintos lugares a nivel celular. Generalmente los medicamentos atacan dentro de los compartimentos que están delimitados por membranas. Incluso en el último ejemplo, el medicamento necesita interactuar con la membrana, porque el medicamento necesita atravesar dicha membrana para llegar a su destino. Por eso mismo, la lipofilicidad es una característica importante desde el punto de vista farmacológico de un compuesto y las interacciones con las membranas biológicas juegan un rol esencial en su bioactividad.