Permeabilización potencial-dependiente de membranas lipídicas artificiales con péptidos policatiónicos

Abstract

Los péptidos policatiónicos son moléculas que hacen parte del sistema de defensa de los seres vivos contra microorganismos patógenos. En esta tesis fue evaluada la actividad permeabilizadora de péptidos derivados de la protoxina Cry11Bb1 de Bacillus thuringiensis, subespecie medellin, en membranas artificiales como bicapa lipídica plana (BLP) y liposomas. Para ello fue necesario implementar en la técnica de BLP un método novedoso de perforación eléctrica de láminas de Teflón en cuyas perforaciones, de bordes finos, regulares y sin quemaduras, se formó la BLP. El método de perforación eléctrica desarrollado en este trabajo se puede utilizar para perforar otras láminas orgánicas, lo que permitió solicitar la patente de invención de este método a nivel nacional e internacional. En BLP se mostró que la permeabilización con los péptidos antimicrobianos BTM-P1 y BTM-P4 es potencial-dependiente, igual que con los péptidos anticancerígenos P7-4 y P7- 5. También se mostró que la permeabilización de la BLP depende del potencial superficial, el cual puede ser modulado por la adsorción del catión divalente Mg2+ en la membrana. En presencia de Mg2+ , se incrementa la concentración efectiva del péptido BTM-P1 para permeabilizar la bicapa lipídica. El otro modelo de membrana lipídica artificial para evaluar la actividad permeabilizadora de los péptidos fueron los liposomas, usando la sonda catiónica de fluorescencia DiSC3(5) para monitorear cambios de potencial transmembranal. Para esto, se diseñó un modelo computacional sobre la distribución de la sonda DiSC3(5) en una suspensión de liposomas con el fin de definir las condiciones experimentales más adecuadas para monitorear cambios del potencial transmembranal en función de la concentración de liposomas en la suspensión y de la carga superficial de membrana (la cual depende de la concentración de los lípidos negativamente cargados y de la fuerza iónica del medio de incubación). Las pruebas con liposomas confirmaron que la actividad permeabilizadora de los péptidos policatiónicos (que poseen actividad antimicrobiana y anticancerígena) es potencial-dependiente, y que dicha actividad se puede afectar adicionalmente cambiando el potencial superficial de membrana.