Structural behaviour and gene delivery in complexes formed between DNA and arginine-containing peptide amphiphiles

• Processo: 16/21188-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Emerson Rodrigo da Silva
• Beneficiário: Emerson Rodrigo da Silva
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Assunto(s): DNA
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dna | Gene Delivery | Liquid-Crystal | Peptide Amphiphile | Small-Angle Scattering | Peptídeos anfifílicos

Resumo

Descrevemos em detalhe a estrutura de complexos formados entre DNA e duas classes de peptídeos anfifílicos contendo arginina, especificamente, o lipopeptídeo PRW-C16 (P: prolina, R: arginina, W: triptofano, C16: cadeia alquílica C16:0) e o bolaanfifílico RFL4FR (R: arginina, F: fenilalanina, L:leucina). Uma combinação de métodos de espalhamento de raios X e de nêutrons forneceu informações completamente inéditas acerca da estrutura local dos complexos. Conjugados baseados no lipopetídeo investigado auto-organizaram-se de acordo com uma estrutura lamelar com aspectos fractais na macro-escala, com DNA intercalado nos interstícios de uma fase líquido-cristalina. Já os complexos baseados no bolaanfifílico formaram estruturas planares, com DNA presumivelmente hospedado entre nanofitas peptídicas. Importante notar que a complexação não afetou a estrutura do DNA em nenhum dos complexos, um pré-requisito para preservação de suas capacidades funcionais. Os complexos bolaanfifílicos exibiram níveis elevados de ordem molecular, em contraste com características líquido-cristalinas observadas nos arranjos lipopeptídicos. Esses complexos foram investigados em relação ao seu potencial para entrega de DNA por meio de ensaios envolvendo o plasmídio pEGFP-N1 em células de carcinoma de cólon humano. A transfecção do plasmídio foi aferida por meio da expressão da GFP. O efeito de potencialização para entrega de genes encontrado em complexos baseados em PRW-C16 foi muito maior do que aquele observado em conjugados preparados com RFL4FR. Diferentemente do complexo bolaanfifílico, a natureza líquido-cristalina observada no sistema lipopeptídico desempenha um papel relevante na capacidade de transfecção desses complexos, já que esses sistemas são mais fracamente ligados e requerem menor gasto energético nas etapas de desempacotamento do complexo e entrega da carga. (AU)