Domínios lipídicos de membrana modulados por foto-oxidação lipídica

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Nishioka, Monica
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Azul de Metileno; GUVs.; Membranas modelos; Methylene Blue; Microscopia ótica Foto-oxidação; Model membranes; Optical microscopy; Photo-oxidation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-18052025-182105/

Membranas biológicas são compostas por lipídios que desempenham um papel fundamental nas atividades celulares. O ataque de espécies reativas de oxigênio (EROs), como oxigênio singlete, sobre as membranas pode comprometer a morfologia e a integridade das mesmas, podendo também estar relacionado a doenças neurodegenerativas, cardiovasculares, câncer, entre outros. É bem conhecido que as insaturações presentes nas cadeias alquila dos lipídios são alvos da ação de oxigênio singleto. O fotossensibilizador azul de metileno (AM) possui rendimento quântico de produção de oxigênio singleto de 0.5. Com o intuito de compreender como o aumento de número de insaturações nas caudas fosfolipídicas influencia a resposta de membranas modelo contendo separação de fases liquido-ordenado (Lo) -liquido desordenada (Ld), investigamos a ação da foto-irradiação de AM (no comprimento de onda de 665 nm, nas concentrações de 10 e 20 microMolar) disperso em soluções contendo Vesículas Unilamelares Gigantes (GUVs). Trocas morfológicas e de permeabilidade das GUVs promovidas por foto-oxidação lipídica em diferentes composições ternárias de POPC:DPPC:Colesterol, DOPC:DPPC:Colesterol e DLPC:DPPC:Colesterol foram avaliadas por vídeo-microscopia ótica por 30 min de irradiação. No caso de GUVs de POPC:DPPC:Colesterol (razão molar 1:1:1), membranas inicialmente homogêneas evoluem para separação de fases Ld-Lo, sendo que para foto-irradiação de 20 microMolar de AM ocorre, na sequência, uma desorganização dos domínios lipídicos Ld-Lo em uma fase novamente homogênea, acompanhada por o aumento de permeabilidade da membrana. Estas alterações são atribuídas inicialmente à formação de POPC hidroperoxidado via mecanismo tipo II (contato independente) e, na sequência, formação de POPC de cadeia encurtada via mecanismo tipo I (contato dependente). No caso de membranas de DOPC:DPPC:Colesterol, membranas contendo inicialmente coexistência de fases Ld-Lo mantém a separação de fases até 20 min de irradiação, mas diminuem de área e aumentam a permeabilidade. Tal fato sugere que a mudança química estrutural imposta ao DOPC pela foto-oxidação não favorece a mistura total de lipídios na escala microscópica, embora promova defeitos de empacotamento/formação de poros e maior solubilização dos lipideos oxidados de DOPC em relação aos oxidados de POPC. Já no caso de GUVs compostas por DLPC:DPPC:Colesterol, os domínios lipídicos Ld-Lo iniciais também são mantidos durante a foto-ativação de AM e produção de lipídeos oxidados na membrana, mas com remodelamento da membrana em alguns casos. Ocorre perda gradual de área das GUVs desde os minutos iniciais da irradiação em contraposição ao caso de membranas contendo DOPC. Isto pode ser um indicativo de que não ocorre acúmulo de espécie hidroperoxidada de DLPC na membrana durante a irradiação de AM e/ou seu consumo é muito mais acentuado que no caso de DOPC. Ao mesmo tempo, a perda de contraste óptico é muito mais rápida para membranas contendo DLPC quando foto-oxidadas em comparação com membranas contendo DOPC. Portanto, mostramos que as diferentes características estruturais dos lipídios POPC, DOPC e DLPC, combinados com DPPC e colesterol, afetam a foto-resposta da membrana frente à oxidação lipídica. Esta dissertação abre perguntas para entender os mecanismos de foto-oxidação lipídica via AM em membranas contendo PUFAS, assim como os produtos de oxidação. Palavras chave: Membranas modelos; Microscopia ótica; Foto-oxidação;