Štúdium interakcie dendrónov ako potenciálnych nosičov terapeutík s lipozomálnym modelom biomembrán

Štúdium interakcie dendrónov ako potenciálnych nosičov terapeutík s lipozomálnym modelom biomembrán

Overall rating

Scientific work
100%
Design
100%
Discussion interaction
100%
UserScientific workDesignDiscussion interaction
Bc. Daniela Máčalová100%100%100%
Mgr. Šimon Šutý100%100%100%
ISBN: ISBN 978-80-972360-7-6

Štúdium interakcie dendrónov ako potenciálnych nosičov terapeutík s lipozomálnym modelom biomembrán

Veronika Oravczová1 , Šimon Šutý , Zuzana Garaiová , Veronika Šubjaková , Jean Pierre Majoral2 , Tibor Hianik , Iveta Waczulíková ,
1 Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského, Bratislava, Slovenská republika
2 Laboratoire de Chimie de Coordination Du CNRS, Toulouse, France
oravczova.v@gmail.com

Dendróny sú syntetické molekuly s unikátnou presne definovanou rozvetvenou štruktúrou s možnosťou chemickej funkcionalizácie. V oblasti medicínskeho využitia sa intenzívne študujú ako stavebné jednotky pri tvorbe nanorozmerných transportných systémov liečiv.  Lipozómy sú sférické fosfolipidové dvojvrstvy, ktoré sa vďaka podobnosti s bunkovými membránami často používajú ako ich zjednodušený model pri skúmaní interakcií liečivo/nanočastica - biomembrána.

V práci sa venujeme štúdiu interakcie amfifilných dendrónov prvej (jq108) a druhej (jq111) generácie, v koncentračnom rozmedzí 0.1 µM – 15 µM s modelovými negatívne nabitými lipozomálnymi membránami pripravenými zo zmesi lipidov  DMPC/DMPG/Cholesterol. Interakciu dendrónov s lipozómami sme študovali pomocou merania veľkosti a zeta potenciálu metódou dynamického rozptylu svetla a laserovej Dopplerovej velocimetrie pri teplotách 25°C a 37°C. Hydrodynamický priemer lipozómov so zvyšujúcou koncentráciou dendrónov vzrástol z  250 nm až nad 1 µm. Tvorby agregátov dendrónov s lipozómami sme pre dendrón jq108 pozorovali pri koncentrácii 5 µM a pre dendrón jq111 už pri koncentrácii 3 µM. Kontinuálne sa zvyšovali aj hodnoty polydisperzného indexu z 0.2 (uniformná vzorka  vzhľadom na veľkosť častíc) až takmer po 1 (vysoko polydisperzná vzorka s viacerými veľkostnými populáciami). Zeta potenciál negatívne nabitých lipozómov sa pod vplyvom vzrastajúcej koncentrácie pozitívne nabitých dendrónov redukoval až na hodnoty -12.9 mV z počiatočných - 45 mV. Uvedené výsledky poukazujú na elektrostatickú interakciu študovaných dendrónov s lipozómami, ktorá je v prípade vyšších koncentrácií dendrónov sprevádzaná tvorbou agregátov. Ich výskyt  závisí od generácie dendrónu ako aj od teploty. Naše výsledky môžu pomôcť pri optimalizácií chemickej štruktúry amfifilných dendrónov pre ďalšie testovanie ich využitia v medicíne.

Thanks: 

Táto práca bola podporená Vedeckou Grantovou Agentúrou; číslo projektu VEGA 1/0756/20; Agentúra na podporu výskumu a vývoja, číslo projektu SK-PL-18-0080 a SK-BY-RD-19-0019; KEGA: 041UK-4/2020 a NAWA International Academic Partnership Programme EUROPARTNER.

Sources: 

Discussion

Ďakujeme za príspevok do PREVEDY, náš obdiv patrí všetkým účastníkom, ktorí pri všetkých obmedzeniach, ktoré so sebou priniesla pandémia, dokázali pokračovať v experimentálnej práci.
Mám otázku na zloženie lipozómov - prečo ste sa rozhodli pre kombináciu lipidov DMPC/DMPG/Cholesterol? Úloha cholesterolu ako zložky biologických membrán je známa a dobre preštudovaná, mohol by pri lipokomplexoch určených na medicínske použitie plniť aj nejakú inú úlohu? Ďakujem.
iwa

Ďakujem za milý komentár a otázku. Dôvodom je, že sme chceli vytvoriť zjednodušený stabilný negatívne nabitý lipozomálny model biomembrány pre štúdium interakcií dendrónov s modelovými membránami. Do lipidov sme zahrnuli DMPC ako jeden s najzastúpenejších komponentov, DMPG na dosiahnutie negatívneho náboja, Cholesterol ako stabilizujúci komponent/modulátor membránovej fluidity.V prípade úvahy využitia lipozómov ako transportných systémov s komplexnými terapeutikami sú zverejnené štúdie, ktoré poukazujú na vysoko žiadúcu prítomnosť cholesterolu z hľadiska dosiahnutia efektívnej transfekcie. Cholesterol-obsahujúce lipoplexy vstupujú do buniek aj membránovou fúziou - mechanizmom, ktorý predurčuje aj účinný endozomálny únik. Bolo tiež pozorované, že formulácie s vysokým obsahom cholesterolu nie sú špecificky zamerané na metabolickú degradáciu (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005273612001757).

Ďakujem za komplexnú odpoveď a želám veľa úspechov.
iwa