Estudo da interação do metronidazol em modelos de membrana
Data
2018-05-24
Autores
Rodrigues, Jefferson Carnevalle 
Orientadores
Caseli, Luciano
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Interactions of bactericidal and antiprotozoal drugs with cell membranes could be
better understood at the molecular level if nanostructured systems are employed.
This study aimed to study the action of the drug Metronidazole in Langmuir films of
phospholipids, which are used as simple models of cell membranes. The phospholipids used were dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), dipalmitoylfosfatil serine (DPPS) and dipalmitoylfosfatil glycerol (DPPG), cholesterol (COL), 1,2 Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocoline (DOPC), and combinations of glycoproteins with dipalmitoylphosphatidylcholine (GLICOP +DPPC), peptidoglycan with DPPG (Pep+DPPG) and lipopolysaccharides with DPPG (LPS+DPPG). The lipids were spread on the air-water interface, and the drug injected into the aqueous subphase. The adsorption of the drug was evaluated by surface pressure measurements, infrared spectroscopy and Brewster angle microscopy (BAM). The drug causes pronounced effects on pressure-area isotherms for DPPC, DPPS, DPPG, Cholesterol, Glycoproteins + DPPC, Lipopolysaccharides + DPPG and Peptidoglycans+DPPG condensing the monolayer (shifts the isotherms to smaller areas per molecules at a given pressure), but expanding DPPG and DPPE monolayers. Infrared spectroscopy shows significant changes in the bands related to the stretch of methyl, increasing the molecular order for DPPS, DOPC, DPPE monolayers, and mixtures of DPPC with glycoproteins, whereas for DPPG, DPPG + LPS and DPPG + Pep the molecular order has a decrease, can also be observed probable interactions in the hydrophilic regions of the film when in the presence of mixed monolayers (LPS + DPPG and Pep + DPPG). BAM images show that the surface morphology of the lipid monolayers also changed with the presence of the drug, causing molecular aggregation, but with different morphological configurations for each film. This shows that the interaction of Metronidazole in the monolayer is modulated by the lipid composition at the air-water interface, as well as the drug-lipid interactions. We hope these results have a relevant impact on the understanding of how bioactive compounds act in microbial cells and in the pursuit for proposals of mechanisms at the molecular level.
Interações de drogas bactericidas e antiprotozoárias com membranas celulares podem ser melhor compreendidas no nível molecular se forem empregados sistemas nanoestruturados, cuja arquitetura molecular pode ser controlada e analisada experimentalmente. Nesse sentido, este presente estudo teve como objetivo estudar a ação do composto Metronidazol em filmes de Langmuir de fosfolípidos como modelos simples de membranas celulares. Os fosfolípidos utilizados foram a dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC), dipalmitoilfosfatilserina (DPPS) e dipalmitoilfosfatilglicerol (DPPG), colesterol (COL), 1,2-dioleoilfosfocolina (DOPC), dipalmitoilfosfatiletalonamina (DPPE) e combinações de glicoproteínas com DPPC (GLICOP + DPPC), peptidoglicanos com DPPG (Pep+DPPG) e lipopolissacarídeos com DPPG (LPS+DPPG). Os lipídios foram espalhados na interface ar-água e o Metronidazol injetado na subfase aquosa. A adsorção do fármaco foi avaliada por medições de pressão superficial, espectroscopia na região do infravermelho e microscopia no ângulo de Brewster (BAM). O fármaco causa efeitos significativos nas isotermas de pressão superficial-área para DPPC, DPPS, Colesterol e Glicoproteínas+DPPC, Lipopolissacarpideos+DPPG e Peptidoglicanos+DPPG condensando a monocamada (desloca as isotermas para menores áreas por moléculas a uma dada pressão), mas expandindo monocamadas de DPPG e DPPE. A espectroscopia no infravermelho mostra mudanças significativas nas bandas relacionadas ao estiramento da metila, aumentando a ordem molecular para DPPS, DOPC, DPPE e misturas de DPPC com glicoproteínas, enquanto que para DPPG, DPPG+LPS e DPPG+Pep a ordem molecular tem uma diminuição, podendo também ser observadas possíveis interações nas regiões hidrofílicas do filme quando na presença de monocamadas mistas (LPS+DPPG e Pep+DPPG). As imagens de BAM mostram que a morfologia da superfície das monocamadas lipídicas também mudou com a presença do fármaco, causando agregação molecular, mas com padrões morfológicos distintos para cada filme. Isso mostra que a interação do Metronidazol na monocamada é modulada pela composição lipídica na interface ar-água, bem como as interações fármaco-lipídio. Esperamos que esses resultados tenham um relevante impacato no entendimento de como compostos bioativos atuam em células microbianas e na busca por propostas de mecanismos no nível molecular.
Interações de drogas bactericidas e antiprotozoárias com membranas celulares podem ser melhor compreendidas no nível molecular se forem empregados sistemas nanoestruturados, cuja arquitetura molecular pode ser controlada e analisada experimentalmente. Nesse sentido, este presente estudo teve como objetivo estudar a ação do composto Metronidazol em filmes de Langmuir de fosfolípidos como modelos simples de membranas celulares. Os fosfolípidos utilizados foram a dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC), dipalmitoilfosfatilserina (DPPS) e dipalmitoilfosfatilglicerol (DPPG), colesterol (COL), 1,2-dioleoilfosfocolina (DOPC), dipalmitoilfosfatiletalonamina (DPPE) e combinações de glicoproteínas com DPPC (GLICOP + DPPC), peptidoglicanos com DPPG (Pep+DPPG) e lipopolissacarídeos com DPPG (LPS+DPPG). Os lipídios foram espalhados na interface ar-água e o Metronidazol injetado na subfase aquosa. A adsorção do fármaco foi avaliada por medições de pressão superficial, espectroscopia na região do infravermelho e microscopia no ângulo de Brewster (BAM). O fármaco causa efeitos significativos nas isotermas de pressão superficial-área para DPPC, DPPS, Colesterol e Glicoproteínas+DPPC, Lipopolissacarpideos+DPPG e Peptidoglicanos+DPPG condensando a monocamada (desloca as isotermas para menores áreas por moléculas a uma dada pressão), mas expandindo monocamadas de DPPG e DPPE. A espectroscopia no infravermelho mostra mudanças significativas nas bandas relacionadas ao estiramento da metila, aumentando a ordem molecular para DPPS, DOPC, DPPE e misturas de DPPC com glicoproteínas, enquanto que para DPPG, DPPG+LPS e DPPG+Pep a ordem molecular tem uma diminuição, podendo também ser observadas possíveis interações nas regiões hidrofílicas do filme quando na presença de monocamadas mistas (LPS+DPPG e Pep+DPPG). As imagens de BAM mostram que a morfologia da superfície das monocamadas lipídicas também mudou com a presença do fármaco, causando agregação molecular, mas com padrões morfológicos distintos para cada filme. Isso mostra que a interação do Metronidazol na monocamada é modulada pela composição lipídica na interface ar-água, bem como as interações fármaco-lipídio. Esperamos que esses resultados tenham um relevante impacato no entendimento de como compostos bioativos atuam em células microbianas e na busca por propostas de mecanismos no nível molecular.