Estudo da interação do poligodial em modelos de membrana de microorganismos

Abstract

In this study, polygodial, a natural product belonging to the group of sesquiterpenes, was isolated from hexane extract of leaves of Drimys brasiliensis (Winteraceae). Due to the promising results regarding the antiparasitic potential, we sought to study its interaction with the membrane models through Langmuir monolayers. Tensiometric, spectroscopic and morphological techniques were used to characterize the pure and mixed lipid monolayers. The lipids adopted in this study were choosen because they have different chemical natures, including: DPPC (dipalmitoylphosphatidylcholine), DMPC (dimyristoylphosphatidylcholine), DOPC (dioleoylphosphatidylcholine); DODAB (dioctadecyldimethylammonium bromide); DPPS (dipalmitoylphosphatidylserine); DPPG (dipalmitoylphosphatidylglycerol); DPPE (dipalmitoylphosphatidylalonamine) and cholesterol. The results show that the DPPG monolayer condenses in the presence of the compound, while as other monolayers expand. The presence of the polygodial is able to plot greater instability for a DPPG monolayer - recorded by adsorption kinetics curves and also by its PM-IRRAS spectrum; while, it also brings an apparent stability to the DOPC and cholesterol monolayers. Here, the behavior of some of this monolayers in presence of polygodial isomer(epi-polygodial) was also compared. Spectra in the infrared region allowed us to evaluate the factor “relative intensity”, especially in the bands related to the asymmetric and symmetrical stretches of the methylene group, which are related to a greater or less organization of the monolayer. On the other hand, images of the monolayers by Brewster angle microscopy showed the morphology of the film with the incorporation of the polygodial and epipolygodial. Particularly, there is an increase in the number of domains for DODAB in the presence of polygodial and a different behavior of DPPE monolayer for the two compounds. As conclusion, a presence of a polar head group as well as an unsaturation in the alkyl chain influenced in the intermolecular forces between the polygodial and the lipid monolayer, besides bringing characteristics of greater or lesser fluidity to the monolayer, depending on the lipid. More fluid monolayers, such as DOPC and DODAB, appeared to incorporate the compound better because of more flexible molecular rearrangement. In addition, a change in the configuration of a stereogenic carbon also seems to contribute to changes in the interactions between lipid-compound, being necessary more studies to better clarify the extensions caused by this change.

Neste trabalho, o poligodial e seu isômero, epi-poligodial, produtos naturais pertencentes ao grupo dos sesquiterpenos drimanos, foram isolados a partir de extrato hexânico das folhas da espécie vegetal Drimys brasiliensis (Winteraceae). A antividade atiparasitária de tais compostos foi avaliada frente às formas tripomastigotas de T. cruzi usando o benzonidazol como droga padrão. Frente aos resultados promissores obtidos (de CI50 cinco vezes menores que os da droga padrão para o poligodial e três vezes menores para o epi-poligodial), buscou-se estudar a interação de ambos os compostos com modelos de membrana por meio de filmes de Langmuir de lipídios. Foram usadas técnicas tensiométricas, espectroscópicas e morfológicas para caracterização das monocamadas lipídicas puras e mistas. Os lipídios adotados neste trabalho foram escolhidos por possuírem diferentes naturezas químicas, incluindo: DPPC (dipalmitoilfosfatidilcolina), DMPC (dimiristoilfosfatidilcolina), DOPC (dioleoilfosfatidilcolina); DODAB (brometo de dioctadecildimetilamônio); DPPS (dipalmitoilfosfatidilserina); DPPG (dipalmitoilfosfatidilglicerol); DPPE (dipalmitoilfosfatidiletalonoamina) e o colesterol. Os resultados obtidos mostram que a monocamada de DPPG se condensa na presença de poligodial, enquanto as demais monocamadas se expandem em sua presença. A incorporação do poligodial é capaz de trazer uma maior instabilidade para a monocamada de DPPG - registrada pelas curvas de cinética de adsorção e também por seu espectro no infravermelho; ao passo que traz uma aparente estabilidade para as monocamadas de DOPC e colesterol. Neste trabalho também foi comparado o comportamento de algumas dessas monocamadas frente ao isômero do poligodial (epi-poligodial) e alterações no comportamento da monocamada principalmente do DPPS foram registradas. Espectros na região do infravermelho permitiram avaliar alterações nos valores de intensidade relativa, especialmente nas bandas relacionadas aos estiramentos assimétrico e simétrico do metileno, o qual pode correlacionar-se com uma maior ou menor organização da monocamada. Imagens das monocamadas por microscopia no ângulo de Brewster, por outro lado, mostraram alterações na morfologia do filme formado na interface ar-água devido à incorporação do poligodial e também do epi-poligodial. Particularmente, observamos um aumento no número de domínios para o DODAB na presença do poligodial e diferentes comportamentos da monocamada de DPPE para os dois compostos. Como conclusão, a presença de uma cabeça polar, bem como de uma insaturação na cauda alquílica influenciaram nas forças intermoleculares entre o poligodial e a monocamada lipídica significativamente, além de trazer características de maior ou menor fluidez para a monocamada, dependendo do lipídio. Monocamadas mais fluídas, como DOPC e DODAB, pareceram incorporar melhor o composto, devido a um rearranjo molecular mais flexível. Por outro lado, a alteração na configuração de um centro estereogênico também parece contribuir para mudanças nas interações entre lipídio-composto, fazendo-se necessários mais estudos para um melhor esclarecimento das extensões provocadas por essa mudança.