Baicalein Interactions with Lipid Membrane Models: Implications for Its Protective Role against Respiratory Viral Infections

Autor(es)

Martins, Bruna Alves ; Sousa, Giovanna Eller Silva ; de Almeida Jr, Alexandre Mendes ; Toledo, Karina Alves ; Oliveira, Osvaldo N. ; Camacho, Sabrina Alessio ; Aoki, Pedro Henrique Benites

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Langmuir; v. 41, n. 14, p. 9-pg., 2025-04-07.

Resumo

Flavonoids are known for their antioxidant, anti-inflammatory, antitumoral, and antiviral properties, as is the case for baicalein derived from the roots of Scutellaria baicalensis, which is effective against respiratory viral infections. In this study, we investigate the molecular mechanisms underlying the interaction between baicalein and Langmuir monolayers as models for cell membranes. For comparison, we analyzed monolayers from lipid extracts of two cell lines: oropharyngeal carcinoma (HEp-2), which is susceptible to respiratory viral infections, and primary melanoma (A375), which is not. Baicalein incorporation into A375 lipid extract monolayers shifted the pi-A isotherms to larger areas, reducing monolayer stability. In contrast, its incorporation into HEp-2 lipid extract monolayers shifted the pi-A isotherms to smaller areas, enhancing both compaction and stability. Polarization-modulation infrared reflection-absorption spectroscopy (PM-IRRAS) revealed that baicalein interactions with A375 lipid extracts involved electrostatic attractions and repulsions with choline and phosphate headgroups, disrupting chain organization and expanding the monolayer. In HEp-2 lipid extracts, baicalein interacted strongly with phosphate headgroups and lipid chains, increasing chain order and stabilizing the monolayer. These findings suggest that baicalein stabilizes HEp-2 lipid membranes, potentially providing a protective mechanism against respiratory viral infections. Its selective interaction with lipid membranes is consistent with its therapeutic potential and role in modulating membrane properties to inhibit viral entry. (AU)

• Processo FAPESP: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 23/17301-5 - Interações Moleculares do flavonoide Baicaleína em Modelos de Membrana Celular Derivados de Células Cancerosas A375e HEp-2
• Beneficiário: Bruna Alves Martins
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 24/15686-0 - Abordagem multifuncional de nanoestruturas de ouro recobertas com sílica: combinando o diagnóstico de células cancerosas circulantes com a fototerapia tumoral
• Beneficiário: Sabrina Aléssio Camacho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 23/17867-9 - Abordagem multifuncional de nanoestruturas de ouro recobertas com sílica: combinando o diagnóstico de células cancerosas circulantes com a fototerapia tumoral
• Beneficiário: Sabrina Aléssio Camacho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 24/16714-7 - EMU concedido no processo 2023/17867-9: espectrofluorímetro
• Beneficiário: Sabrina Aléssio Camacho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 24/00313-3 - Avaliação da interação entre nanodiamantes funcionalizados e modelos miméticos de membrana celular de bactérias gram-positivas e gram-negativas
• Beneficiário: Giovanna Eller Silva Sousa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 22/02189-2 - Nanoestruturas plasmônicas para sinergia das terapias fotodinâmica (TFD) e fototérmica (TFT) em células tumorais
• Beneficiário: Pedro Henrique Benites Aoki
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial