Avaliação do efeito do ácido 2-hidroxioleico na fluidez de membrana de lipossomas

Abstract

RESUMO: O ácido 2-hidroxioléico (2OHAO) tem se destacado como uma alternativa promissora para o tratamento do glioblastoma multiforme (GBM), um tumor cerebral de caráter agressivo e incurável. Seu mecanismo de ação envolve a modulação da membrana celular, promovendo alterações na composição lipídica que afetam tanto a fluidez da membrana quanto a atividade de proteínas de membrana. No entanto, a interação direta do 2OHAO com os componentes lipídicos e seu impacto específico na fluidez da membrana ainda não estão completamente elucidados. Diante disso, este estudo teve como objetivo investigar a interação do 2OHAO com a bicamada lipídica e seu impacto na fluidez de membrana de lipossomas livres de proteínas. Para tal, foram preparadas LUVs (large unilamellar vesicles) de palmitoil-oleoil-fosfatidilcolina (POPC) pelo método de filme fino seguido de extrusão. A partição do 2OHAO às LUVs foi avaliada por meio da sonda fluorescente FPE, uma fosfatidiletanolamina com um grupamento fluoresceína ligado à cabeça polar, sensível a cargas superficiais na monocamada externa da bicamada lipídica. A fluidez da membrana foi analisada utilizando as sondas fluorescentes e lipossolúveis pireno e laurdan, que monitoram, respectivamente, as regiões das cadeias hidrofóbicas e das cabeças polares dos fosfolipídios. O 2OHAO induziu uma redução imediata (<1 s) na intensidade de fluorescência do FPE, seguida por uma recuperação lenta e parcial (~100 s), indicando a inserção de cargas negativas na membrana e, portanto, a partição da espécie carregada do 2OHAO, com seus grupamentos carboxila e hidroxila posicionados na interface água-membrana. Os ensaios com laurdan demonstraram um aumento na hidratação e na fluidez na região das cabeças polares dos fosfolipídios, enquanto os experimentos com pireno indicaram uma redução na fluidez na região das cadeias hidrofóbicas. Esses achados sugerem que o 2OHAO promove um efeito diferencial em distintas regiões da bicamada lipídica, reforçando seu potencial como modulador da fluidez e da estrutura da membrana. Além disso, suas propriedades podem ter implicações terapêuticas relevantes para o tratamento de doenças associadas a alterações na organização lipídica e fluidez da membrana plasmática, como o GBM

ABSTRACT: 2-Hydroxyoleic acid (2OHAO) has emerged as a promising alternative for the treatment of glioblastoma multiforme (GBM), an aggressive and incurable brain tumor. Its mechanism of action involves modulation of the cell membrane, inducing changes in lipid composition that affect both membrane fluidity and the activity of associated proteins. However, the direct interaction of 2OHAO with lipid components and its specific impact on membrane fluidity have not yet been fully elucidated. Given this, the objective of this study was to investigate the relationship between membrane fluidity and the interaction of 2OHAO with the lipid bilayer of protein-free liposomes. To this end, large unilamellar vesicles (LUVs) composed of palmitoyl-oleoyl-phosphatidylcholine (POPC) were prepared using the thin-film hydration method followed by extrusion. The partitioning of 2OHAO to LUVs was assessed using the fluorescent probe FPE, a phosphatidylethanolamine with a fluorescein group linked to the polar head, which is sensitive to surface charges on the outer monolayer of the lipid bilayer. Membrane fluidity was analyzed using the lipophilic fluorescent probes pyrene and laurdan, which respectively monitor the hydrophobic chain region and the polar head region of phospholipids. 2OHAO induced an immediate (<1 s) reduction in FPE fluorescence intensity, followed by a slow and partial recovery (~100 s), indicating the insertion of negative charges into the membrane and, consequently, the binding of the charged form of 2OHAO, with its carboxyl and hydroxyl groups positioned at the water-membrane interface. The laurdan assay demonstrated an increase in hydration and fluidity in the phospholipid head region, while the pyrene experiments indicated a reduction in fluidity in the hydrophobic chain region. These findings suggest that 2OHAO exerts a differential effect on distinct regions of the lipid bilayer, reinforcing its potential as a modulator of membrane fluidity and structure. Furthermore, its properties may have relevant therapeutic implications for the treatment of diseases associated with alterations in lipid organization and plasma membrane fluidity, such as GBM