Interacción de liposomas de DPPC anhidro con Galactooligosacáridos y Lactulosa

Abstract

Las membranas lipídicas son el principal objetivo del daño durante la deshidratación. Su interacción con azúcares desempeña un papel crucial en el mantenimiento de su integridad estructural y funcionalidad. Los carbohidratos galactooligosacáridos (GOS) y la lactulosa tienen una acción prebiótica comprobada y la capacidad de actuar como protectores de bacterias lácticas sometidas a deshidratación. La función principal de estos protectores es regular la pérdida y el intercambio de agua en las estructuras biológicas. Sus propiedades protectoras se explican por su capacidad para formar matrices vítreas de alta viscosidad y baja movilidad molecular, restringiendo así las interacciones moleculares. Sin embargo, aunque el estado vítreo es una condición necesaria, no es suficiente para explicar por completo el efecto protector de los azúcares. Estos también pueden sustituir moléculas de agua durante el secado, preservando las estructuras y funciones fisiológicas de las macromoléculas celulares, y evitando así el daño bacteriano y/o la muerte en estado anhidro [1]. Pese a ello, los mecanismos moleculares de interacción de estos protectores con membranas lipídicas aún no se comprenden plenamente. El objetivo de este estudio es analizar mediante espectroscopia infrarroja por Transformadas de Fourier (FTIR) la interacción de los GOS y la lactulosa con los principales grupos funcionales de las membranas lipídicas de dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) en estado anhidro. Se prepararon liposomas de DPPC, que tras ser liofilizados fueron resuspendidos en soluciones de GOS y lactulosa al 10, 20 y 40 % p/v en agua miliQ. Los espectros obtenidos a diferentes temperaturas se analizaron en comparación con liposomas de DPPC puro en estado anhidro. Según el análisis por FTIR, la frecuencia del estiramiento antisimétrico del grupo fosfato (principal centro de hidratación) mostró un desplazamiento hacia frecuencias menores. Además, las mediciones de calorimetría diferencial de barrido (DSC) indicaron que las interacciones de van der Waals entre las cadenas hidrocarbonadas disminuyen en los complejos oligosacáridos:DPPC. Esto se reflejó en una reducción de la temperatura de transición de fase gel/líquido cristalino (Tm) con respecto al lípido puro en estado anhidro, a medida que aumentaba la concentración de los azúcares en los sistemas GOS:DPPC y lactulosa:DPPC. Se observó que el agua estructurada en el grupo fosfato del lípido fue reemplazada mediante enlaces de hidrógeno con ambos azúcares. La disminución de la Tm podría atribuirse a un menor ordenamiento de las cadenas hidrocarbonadas del lípido inducido por los oligosacáridos, lo que haría que los liposomas oligosacáridos:DPPC fueran menos propensos a romperse y liberar su contenido tras el tratamiento de rehidratación.