Avaliação da interação molecular de 1,4 naftoquinona em modelos de membrana celular utilizando filmes de Langmuir
Data
2014-01-31
Autores
Hussein, Nadia 
Orientadores
Caseli, Luciano
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Cancer is a disease characterized by the uncontrolled multiplication and spread of abnormal forms of cells. In order to treat cancer, anticancer drugs were used, which are natural or organosynthetic compounds that act against the development of cancer cells and tumor growth. In this group, we can include 1,4- naphthoquinone, which is present in various chemotherapeutics. It is a derivative of vitamin K, and a potent inhibitor of cell growth and tumor angiogenesis. Thus, this study aims to understand at the molecular level the interaction between this drug and cell membrane by means of simplified models of cell membrane (Langmuir monolayers formed by lipids). For this purpose, we performed measurements of surface tensiometry, curved surface pressure - area and infrared spectroscopy. For that, we employed the phospholipid DPPC (dipalmitoylphosphatidylcholine) for the formation of lipid monolayers (Langmuir films) which mimicked a healthy cell membrane, and DPPS (dipalmitoylphosphatidyl serine), representing cancerous membranes. Rabbit aorta endothelialcell cultures for healthy and tumorigenic cells were also employed. Phospholipids were spread on aqueous solutions, and surface pressure – area isotherms and infrared spectra were obtained. After that, different amounts of 1,4- naphthoquinone were added to the lipid monolayer and new isotherms and spectra were obtained . Similar procedures were performed with cell cultures. Three phenomena were observed due to the interaction between the monolayer and the drug: 1 ) the isotherms were shifted to smaller molecular areas, 2) 1,4- naphthoquinone increased the compressibility of the monolayer , causing a disruption in the organization of the film, which was confirmed later by infrared spectroscopy, and 3) the phase transitions has not been well defined in the surface pressure-area isotherms, suggesting a non-ideal mixture, due to interactions between the drug and the monolayer. For cell cultures, whereas minor changes were observed for cultures representing non-tumorigenic cells after the incorporation of the drug, significant changes were observed for cultures representing tumorigenic cells. Therefore, we conclude that 1,4-naphthoquinone interacts with cell membrane models represented by monolayers of DPPC, DPPS and cell cultures studied with a more expressive interaction with models of tumorigenic cells.
O câncer é uma doença caracterizada pela multiplicação e propagação descontrolada de formas anômalas de nossas próprias células. Para combater o câncer são utilizadas drogas antineoplásicas, que são substâncias químicas organossintéticas ou naturais, que agem contra o desenvolvimento de células cancerígenas e o crescimento tumoral. Neste grupo podemos incluir a 1,4-naftoquinona, presente em vários quimioterápicos, derivada da vitamina K, e um potente inibidor do crescimento celular e da angiogênese tumoral. Nesse sentido, esse estudo tem como objetivo compreender as interações droga-célula aprimorando o entendimento em escala molecular e celular, por meio de modelos simplificados de membrana celular (monocamadas ou filmes de Langmuir formados por lipídios). Para isso foram realizadas medidas de tensiometria superficial, curvas de pressão superficial-área e espectroscopia no infravermelho. Utilizamos o DPPC (dipalmitoilfosfatidilcolina) como lipídio para a formação da monocamada (filme de Langmuir) a qual mimetiza de forma simplificada uma membrana celular saudável, e o DPPS (dipalmitoilfosfatidiserina) para obtenção de filmes de Langmuir que representassem modelos simplificados de membranas cancerosas. Também foram utilizadas culturas celulares de células endoteliais de aorta de coelho, células saudáveis e tumorigênicas. Os fosfolipídios foram espalhados sobre solução aquosa, e obtiveram-se isotermas de pressão superficial-área e espectros na região do infravermelho. Após isso, diferentes quantidades de 1,4-naftoquinona foram acrescentadas à monocamada lipídica, e obtiveram-senovas isotermas de pressão superficial-área e novos espectros na região do infravermelho. Procedimentos semelhantes foram realizados com as células de aorta de coelho, com os lipídios sendo substituídos pelas culturas celulares. Três fenômenos foram observados devido a interação entre a monocamada e a droga: 1) as isotermas foram deslocadas para áreas moleculares menores; 2) a 1,4-naftoquinona aumentou a compressibilidade da monocamada, provocando uma desorganização na membrana-filme, o que foi confirmado posteriormente por meio de espectroscopia de infravermelho e 3) a transição de fases não ficou bem definida nas isotermas, o que sugere uma mistura não ideal, devido a interações entre a monocamada e a droga. Para as culturas celulares, mudanças secundárias foram observadas para as culturas representando células não-tumorigênicas ou saudáveis, após a incorporação da droga. Já para culturas representando as células tumorigênicas ou cancerosas, mudanças significativas foram observadas. Portanto, podemos concluir que a 1,4-naftoquinona interage com modelos de membrana celular representados por monocamadas de DPPC, DPPS e culturas celulares estudadas, tendo uma interação mais expressiva com os modelos de células tumorigênicas.
O câncer é uma doença caracterizada pela multiplicação e propagação descontrolada de formas anômalas de nossas próprias células. Para combater o câncer são utilizadas drogas antineoplásicas, que são substâncias químicas organossintéticas ou naturais, que agem contra o desenvolvimento de células cancerígenas e o crescimento tumoral. Neste grupo podemos incluir a 1,4-naftoquinona, presente em vários quimioterápicos, derivada da vitamina K, e um potente inibidor do crescimento celular e da angiogênese tumoral. Nesse sentido, esse estudo tem como objetivo compreender as interações droga-célula aprimorando o entendimento em escala molecular e celular, por meio de modelos simplificados de membrana celular (monocamadas ou filmes de Langmuir formados por lipídios). Para isso foram realizadas medidas de tensiometria superficial, curvas de pressão superficial-área e espectroscopia no infravermelho. Utilizamos o DPPC (dipalmitoilfosfatidilcolina) como lipídio para a formação da monocamada (filme de Langmuir) a qual mimetiza de forma simplificada uma membrana celular saudável, e o DPPS (dipalmitoilfosfatidiserina) para obtenção de filmes de Langmuir que representassem modelos simplificados de membranas cancerosas. Também foram utilizadas culturas celulares de células endoteliais de aorta de coelho, células saudáveis e tumorigênicas. Os fosfolipídios foram espalhados sobre solução aquosa, e obtiveram-se isotermas de pressão superficial-área e espectros na região do infravermelho. Após isso, diferentes quantidades de 1,4-naftoquinona foram acrescentadas à monocamada lipídica, e obtiveram-senovas isotermas de pressão superficial-área e novos espectros na região do infravermelho. Procedimentos semelhantes foram realizados com as células de aorta de coelho, com os lipídios sendo substituídos pelas culturas celulares. Três fenômenos foram observados devido a interação entre a monocamada e a droga: 1) as isotermas foram deslocadas para áreas moleculares menores; 2) a 1,4-naftoquinona aumentou a compressibilidade da monocamada, provocando uma desorganização na membrana-filme, o que foi confirmado posteriormente por meio de espectroscopia de infravermelho e 3) a transição de fases não ficou bem definida nas isotermas, o que sugere uma mistura não ideal, devido a interações entre a monocamada e a droga. Para as culturas celulares, mudanças secundárias foram observadas para as culturas representando células não-tumorigênicas ou saudáveis, após a incorporação da droga. Já para culturas representando as células tumorigênicas ou cancerosas, mudanças significativas foram observadas. Portanto, podemos concluir que a 1,4-naftoquinona interage com modelos de membrana celular representados por monocamadas de DPPC, DPPS e culturas celulares estudadas, tendo uma interação mais expressiva com os modelos de células tumorigênicas.
Descrição
Citação
HUSSEIN, Nadia. Avaliação da interação molecular de 1,4 naftoquinona em modelos de membrana celular utilizando filmes de Langmuir. 2014. 62 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2014.