Efecto de surfactante derivado de arginina en membranas modelo de bacteria y célula de mamífero

Abstract

Los surfactantes derivados de arginina, como anfifilos catiónicos, tienen una actividad biocida intrínseca frente a virus, bacterias y hongos. Hemos sintetizado en nuestro laboratorio una alquilamida de arginina (ArgC12) que ha sido caracterizada como un agente antimicrobiano de amplio espectro. El mecanismo biocida descrito para este tipo de compuestos implica su interacción con la membrana citoplasmática. El objetivo de este trabajo fue profundizar en este mecanismo utilizando membranas modelo in vitro.Los liposomas se prepararon utilizando un extracto lipídico de E. coli (ECEx) y una mezcla lipídica similar a las células de mamífero (POPC/16:0 SM/Cho 1:1:1, MM) para los modelos de membrana de bacterias y mamíferos respectivamente. ArgC12 fue un inductor más fuerte de la pérdida de contenido de los liposomas MM, medida como la liberación de carboxifluoresceína (CF50% de 79,3 y 289,7 μM para MM y ECEx, respectivamente), lo que evidencia una interacción diferencial en cada caso. Nuestro compuesto también indujo la fusión de membranas, que puede estar relacionada con la neutralización de las cargas superficiales. Además, los liposomas MM evidenciaron una disrupción de la membrana a altas concentraciones de surfactante. Los estudios de fluorescencia también sugirieron que la estructura del agua unida a la membrana y la microviscosidad de la membrana se alteran tras la inserción de ArgC12, con saturación a una relación lípido/surfactante de 1:3.Por otro lado, la penetración de ArgC12 en las monocapas lipídicas modelo indicó que el surfactante podría incorporarse en ambas membranas en una medida similar, lo que sugiere que las diferencias encontradas en los liposomas tratados con surfactante no son una consecuencia de la incorporación diferencial del anfifilo.Finalmente, descubrimos que después de la inserción de ArgC12 en las monocapas de ECEx, la membrana se volvió menos compresible y más inestable en la superficie. Por el contrario, cuando el surfactante se insertó en las monocapas de MM, indujo una membrana más compresible y estable. Este hallazgo puede estar relacionado con la resistencia diferencial de ambas membranas lipídicas a la pérdida de contenido inducida por ArgC12.