Interações entre o peptídeo beta amiloide e modelos de membrana lipídica com o complexo cis-[Ru(phen)2(3,4Apy)2]2+ como sonda luminescente

• Processo: 22/03380-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Rose Maria Carlos
• Beneficiário: Maria Laura da Cruz Garcia
• Supervisor: Paul Cremer
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Pennsylvania State University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 21/02436-7 - Influência do tipo de lipídeo e peptídeo beta amiloide sobre a perturbação da membrana e consequências na toxicidade de células neuronais observadas pelas respostas luminescentes do complexo RuApy, BP.MS
• Assunto(s): Neurotoxicidade Biofísica Lipídeos de membrana Peptídeos beta-amiloides Luminescência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: luminescência | modelos de membranas lipidicas | Biofísica

Resumo

A neurotoxicidade de espécies oligoméricas de peptídeo beta amilóide (OA²) tem sido associadas a danos causados às membranas celulares pela formação de poros através de interações com colesterol e gangliosídeos. Consequentemente, os estudos de compostos que atuam diretamente nas OA² nas interfaces da membrana lipídica aumentaram consideravelmente. Recentemente, demonstramos que o complexo luminescente cis-[Ru(phen)2(3,4-Apy)]2+ (RuApy, phen = 1,10-fenantrolina, 3,4-Apy = 3,4-diaminopiridina) preparado em nosso laboratório protege as células PC12 contra a toxicidade de espécies oligoméricas semelhantes a poros A²1-40, alterando o mecanismo de agregação para uma via não tóxica, formando conformações semelhantes a micelas. Para continuar esses estudos, a próxima questão que surge é se o RuApy teria o mesmo comportamento quando OA² está em contato com membranas celulares. Para responder a essa pergunta, é importante entender o comportamento das formas monoméricas e fibrilares de Ab na presença de membranas lipídicas modelo, bem como seu efeito na integridade da membrana e como RuApy afeta essas interações. Este é o foco deste projeto. Como os fosfolipídios não são fluorescentes, mudanças nas respostas luminescentes de RuApy podem ser usadas para sondar as interações do Ab com a membrana modelo usando técnicas espectroscópicas. Aqui, com o auxílio de espectroscopia de fluorescência em estado estacionário e resolvido no tempo, microscopia óptica, corantes sensíveis ao pH e medições usando monocamada de Langmuir pretendemos estudar sistematicamente a interação entre diferentes fragmentos de peptídeo beta amilóide e membranas lipídicas modelo (SUVs e SLBs) e a influência do complexo luminescente RuApy. Como o complexo RuApy é carregado positivamente, exploraremos os efeitos dos fosfolipídios zwitteriônicos e carregados negativamente, bem como componentes adicionais da membrana, como gangliosídeos e colesterol. Para tal, sera feito o uso das respostas de luminescência direta do complexo RuApy (lem = 650 nm, tem= 200 ns). Também investigaremos indiretamente essa interação por detecção de modulação de pH com corantes orgânicos (lem = 590 nm, tem = 4-10 ns). Além disso, como o complexo RuApy e os corantes orgânicos apresentam respostas emissivas características, também podemos monitorar as alterações do sinal de fluorescência do corante orgânico e da fosforescência RuApy simultaneamente durante sua interação com as membranas SLB, permitindo assim a diferenciação e análise independente de associação com as membranas. Além disso, informações quantitativas sobre a ligação podem ser obtidas fazendo medições em função da concentração de Ab e abstraindo uma isoterma de ligação de Langmuir. Informações detalhadas sobre as interações de nível molecular entre as formas monoméricas e fibrilas de Ab e as membranas lipídicas e como RuApy afeta essas interações serão exploradas. Isso deve ajudar a revelar detalhes do potencial papel teranóstico desempenhado pelo RuApy nas interações A²/membrana lipídica, que estão ligadas à patogênese da doença de Alzheimer (DA).