O papel das interacções fármaco-membrana nos efeitos cardiovasculares de ß-bloqueadores

Abstract

As interacções fármaco-membrana desempenham um importante papel para: o desenvolvimento de novos fármacos; o desenvolvimento de sistemas de libertação controlada de fármacos; a compreensão dos efeitos terapêuticos e tóxicos; o estabelecimento de relações estrutura-actividade; a compreensão dos efeitos ecotoxicológicos dos fármacos; a compreensão do mecanismo de resistência a múltiplos fármacos; o controlo da inibição enzimática; e no controlo da sinalização celular. Algumas destas áreas são importantes para o Controlo de Qualidade. De facto, o ambiente lipídico da membrana ganha um relevo crescente, à medida que se vai conhecendo de que forma as alterações dos lípidos das membranas são capazes de causar distúrbios membranares, afectando, assim, várias funções celulares. Neste trabalho, recorre-se aos lipossomas (como modelos membranares) e a diversas técnicas, de modo a estudar as interacções fármaco-membrana, de dois fármacos β-bloqueadores. Pretende-se, então, conhecer a distribuição deste tipo de fármacos (através de técnicas de espectrofluorimetria e espectrofluorimetria derivativa para a determinação do coeficiente de partição) e determinar os efeitos que os fármacos β-bloqueadores exercem, directa ou indirectamente, ao nível das propriedades físico-químicas dos modelos membranares. As alterações na biofísica membranar foram estudadas por técnicas de anisotropia de fluorescência em estado estacionário. Foram encetados estudos de modo a avaliar a ligação à membrana através da utilização de métodos de fluorescência com a sonda ANS, e utilizaram-se técnicas de dispersão de luz dinâmica para avaliar o efeito destes fármacos quer no tamanho, quer na carga membranar (por determinação do potencial zeta). As informações obtidas, a partir das técnicas utilizadas, permitiram propor uma localização membranar para os fármacos em estudo. Com base nos estudos realizados foi possível concluir que os fármacos cardiovasculares apresentam uma interacção significativa com a bicamada lipídica, apresentando: uma elevada partição membranar; efeito de fluidificação da membrana e evidência de alteração da carga superficial membranar. Tais efeitos são correlacionáveis com os efeitos farmacológicos dos fármacos.

Drug-membrane interactions play an important role: on the development of new drugs; on the development of drug delivery systems; understanding the therapeutic and toxic effects of drugs; on the establishment of structure-activity relations; understanding the ecotoxicological effects of drugs; understanding multi-drug resistance mechanisms; controlling enzymatic inhibition; and controlling cellular signaling. Some of these areas are important to Quality Control. Indeed, membrane lipidic environment gains a growing relevance, since there is an increasing knowledge on how lipidic membrane changes can disturb membrane properties thereby affecting several cellular functions. In this work, liposomes (as membrane models) and several techniques are used to study drug-membrane interactions of two β-blockers. The goals are to clarify some aspects about the distribution of these drugs (using derivative fluorescence spectroscopy to determine partition coefficient) and to determine the direct and indirect effects of β-blockers on physical-chemical properties of membrane models. The changes in membrane biophysics induced by the drugs were studied by steady-state fluorescence anisotropy. Studies were performed to evaluate membrane binding, using fluorescence methods with ANS probe, and dynamic light scattering was used to find out the effect of these drugs in liposomes size and charge (by means of zeta potential determination). Gathering the information, given by all these techniques, allowed to propose membrane location of the drugs studied. With these studies it was possible to conclude that cardiovascular drugs interact with the bilayer, as they present high membrane partition, membrane fluidizing effect and demonstrate membrane charge changes. These effects can be related to their pharmacologic effects.