Interakce liposomů s porfyriny studována pomocí Ramanovy spektroskopie kapkově nanášených povlaků

Abstract

Kationické porfyriny rozpustné ve vodě byly studovány v souvislosti s an- tisenzní terapií, kde byly úspěšně použity jako podpůrný prostředek k průniku oligonukleotidů do buněk. Hlavním cílem práce bylo charakterizovat mechanis- mus interakce liposomů, jako membránového modelu, s porfyriny. Ke zkoumání jejich komplexů jsme využili Ramanovou spektroskopii kapkově nanášených povlaků (DCDR), která využívá efektu tvorby "kávového kroužku" k zakoncentrování vzorku na okraji kapky a umožňuje tak studium komplexů s nízkou výchozí kon- centrací. Zkoumali jsme čtyři komplexy, kombinace dvou lipidů: 1, 2−dipalmitoyl− sn−glycero−3−phosphocholine, 1, 2−dioleoyl−sn−glycero−3−phospho−(1 − rac − glycerol) a dvou porfyrinů: copper 5, 10, 15, 20 − tetrakis(1 − methyl − 4 − pyridyl)porphyrin, copper 5, 10, 15, 20−tetrakis(4−sulfonatophenyl)porphyrin. Zjistili jsme, že způsob jejich interakce v komplexu silně závisí na konkrétním lipidu a porfyrinu. Pozorovali jsme částečnou inkorporaci porfyrinů do lipo- somální dvojvrstvy, lokalizaci na povrchu liposomů a také změnu v konformaci a uspořádání lipidových molekul. Také jsme zjistili, že rozložení porfyrinů v zaschlé kapce vykazuje náhodnou nehomogenní distribuci. 60

Water-soluble cationic porphyrins have been studied in relation to antisense therapy and they have been successfully used to enhance the delivery of oligonu- cleotides to cells. The main focus of this study was to characterize the mech- anism of interaction of liposomes as model membranes, and porphyrins. We applied the drop coating deposition Raman spectroscopy (DCDR) to study com- plexes of liposomes and porphyrins. DCDR allowed us to measure complexes of low concentration as it uses the 'coffee ring' effect to concentrate the sample at the edge of a drop. We studied four different complexes combined of lipids: 1, 2−dipalmitoyl−sn−glycero−3−phosphocholine, 1, 2−dioleoyl−sn−glycero− 3 − phospho − (1 − rac − glycerol) and metalloporphyrins: copper 5, 10, 15, 20 − tetrakis(1 − methyl − 4 − pyridyl)porphyrin, copper 5, 10, 15, 20 − tetrakis(4 − sulfonatophenyl)porphyrin. We have found that the way these two components interact strongly depends on a specific lipid and porphyrin used. We observed partial incorporation of porphyrins into the liposome bilayer, their localisation to the surface of the liposome or the change of the conformation and ordering of lipid molecules. Moreover, we have found that the distribution of porphyrins in the dried drop is randomly non-homogenous. 61