Φαρμακολογικές και βιολογικές μελέτες αναλόγων επιτόπωντης βασικής πρωτεΐνης της μυελίνης (MBP). Αλληλεπιδράσεις losartan και κανναβινοειδών μορίων στις μεμβράνες
Authors: Νταλιάνη Ιωάννα 
Published: August 2021

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποτελείται από δύο τμήματα. Στο πρώτο περιγράφονται βιολογικές δοκιμές σε νεοσυντεθέντα γραμμικά και κυκλικά πεπτιδικά ανάλογα των επιτόπων 74-85 της Βασικής πρωτείνης της Μυελίνης επίμυου και του επιτόπου 87-99 της Βασικής πρωτείνης της Μυελίνης ανθρώπου. Στο δεύτερο αναλύονται οι βιοφυσικές μελέτες δύο τάξεων βιοδραστικών μορίων για την κατανόηση του μηχανισμού δράσης τους σε επίπεδο μεμβρανών. Η μυελίνη είναι μία λιποπρωτείνη που καλύπτει τις νευρικές απολήξεις των νευρώνων του ΚΝΣ. Εμπλέκεται στη μεταφορά ερεθισμάτων από τον εγκέφαλο στα διάφορα μέρη του οργανισμού. Όταν η μυελίνη καταστρέφεται τα ερεθίσματα καθυστερούν ή διακόπτονται ανάλογα με το βαθμό καταστροφής της μυελίνης. Η ανικανότητα μεταφοράς ερεθισμάτων ως νευρική δυσλειτουργία χαρακτηρίζει την ασθένεια που είναι γνωστή ως Σκλήρυνση κατά Πλάκας-ΣΚΠ. Η ΣΚΠ είναι μία φλεγμονώδης ασθένεια του ΚΝΣ. Τα αίτια που την προκαλούν δεν είναι πλήρως γνωστά. Υπεύθυνο για την ασθένεια έχει θεωρηθεί το ανοσοποιητικό σύστημα. Για το λόγο αυτό μελετήθηκαν ο επίτοπος 74-85 της Βασικής πρωτείνης της Μυελίνης επίμυου και ο επίτοπος 87-99 της Βασικής πρωτείνης της Μυελίνης ανθρώπου. Ο επίτοπος 74-85 είναι γνωστό από τα βιβλιογραφικά δεδομένα ότι επάγει την Πειραματική Αυτοάνοση Εγκεφαλομυελίτιδα (ΕΑΕ) σε επίμυες Lewis. Η ΕΑΕ αποτελεί το πιο καλά χαρακτηρισμένο πειραματικό μοντέλο για τη μελέτη της ΣΚΠ σε ζώα. Ο επίτοπος 87-99 έχει άμεση σχέση με την εμφάνιση ΣΚΠ σε ανθρώπους. Γραμμικά και κυκλικά παράγωγα των δύο αυτών επιτόπων δοκιμάσθηκαν ως προς την ικανοτητα τους να προκαλούν ή να αναστέλλουν την ΕΑΕ στους επίμυες. Από τις πειραματικές μελέτες προέκυψαν ότι κάποια συνθετικά πεπτίδια επάγουν την ΕΑΕ και κάποια άλλα αναστέλλουν την δράση του επιτόπου όταν χορηγούνται ταυτόχρονα. Σημαντική είναι η βιολογική δράση του τροποποιημένου πεπτιδίου cyclo(87-99) [Arg91, Ala96]MBP87-99 που αναστέλλει την ΕΑΕ όταν χορηγείται πριν ή μετά την χορήγηση του επιτόπου 74-85 που επάγει την ΕΑΕ. Οι βιολογικές μεμβράνες αποτελούν το εξωτερικό περίβλημα των κυττάρων (πλασματική μεμβράνη). Από πλευράς φαρμακολογίας παρουσιάζουν εξαιρετικό ενδιαφέρον. Αυτές καθορίζουν την είσοδο των φαρμακευτικών μορίων στο κύτταρο. Τα φαρμακευτικά μόρια για να εξασκήσουν τη βιολογική τους δράση τους πρέπει να προσδεθούν στους υποδοχείς τους. Όταν αυτοί βρίσκονται στο εσωτερικό του κυττάρου ή είναι διαμεμβρανικοί, τα φαρμακευτικά μόρια πρέπει να διαπεράσουν ή να διαχυθούν στις μεμβρανικές λιποειδείς διπλοστιβάδες για να τους προσεγγίσουν και να προσδεθούν σε αυτούς ώστε να επάγουν τη βιολογική τους δράση. Η αλληλεπίδραση βιοδραστικού μορίου με τον υποδοχέα προϋποθέτει ότι η χημική του δομή περιέχει τα κατάλληλα στερεοηλεκτρονικά χαρακτηριστικά εισδοχής, διάχυσης και πρόσδεσης. Η είσοδος βιολογικά δραστικών μορίων σε μεμβράνες προκαλεί μεταβολή στις δυναμικές και θερμικές ιδιότητες τους. Ο τρόπος που το δραστικό μόριο εισδύει, διευθετείται και προσανατολίζεται σε αυτές έχει μεγάλη σημασία για την δράση που θα ασκήσει τελικά στον οργανισμό. Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις του ζεύγους των κανναβινοειδών μορίων Δ8-τετραϋδροκανναβινόλη (Δ8-THC) και του μεθυλαιθέρα της (Me-Δ8-THC) σε διπλοστιβάδες διπαλμιτικής φωσφατιδυλοχολίνης (DPPC) παρουσία χοληστερόλης. Επίσης μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις του losartan σε λιποειδείς διπλοστιβάδες διπαλμιτικής φωσφατιδυλοχολίνης. Οι μελέτες πραγματοποιήθηκαν με συνδυασμό χρήσης της Διαφορικής θερμιδομετρίας Σάρωσης-DSC και του Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού-NMR σε στερεή φάση με περιστροφή του δείγματος υπό μαγική γωνία. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη μελέτη έδειξαν ότι τα δύο κανναβινοειδή μόρια εισέρχονται στις διπλοστιβάδες επηρεάζοντας τις θερμικές και δυναμικές ιδιότητες της DPPC/χοληστερόλης με διαφορετικό τρόπο. Το βιοδραστικό ψυχότροπο κανναβινοειδές Δ8-THC προκαλεί πιο έντονες αλλαγές στις ιδιότητες της αυτές σε σχέση με το μη δραστικό Me-Δ8-THC. Όσον αφορά το losartan, ο ΑΤ1 ανταγωνιστής εισέρχεται στις μεμβρανικές διπλοστιβάδες μεταβάλοντας τις θερμικές και δυναμικές ιδιότητες των λιπιδικών διπλοστιβάδων. Η τοπογραφία του ανάμεσα στα φωσφολιπίδια των μεμβρανών μελετήθηκε με πειράματα χρόνου εφησυχασμού-Τ1. Αυτά έδειξαν ότι το losartan εντοπίζεται στο ενδιάμεσο τμημα πολικότητας των μεμβρανών όπου ευνοείται από αμφοτερικές αλληλεπιδράσεις.