The study on the influence of cationic lipoid on the molecular organization of model lipid raft

Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu lipoidu kationowego, chlorku 1-palmitoilo-2-oleilo-sn-glicero-3-etylofosfocholiny (EPOPC), na modelowe błony komórkowe ssaków. EPOC jako pochodna naturalnych fosfolipidów wykazuje niską cytotoksyczność, wobec czego jest bardzo dobrym kandydatem do zastosowania w terapii genowej lub do tworzenia kapsułek służących do zamykania leków. Wiadomo, iż mechanizm dostarczania leków czy materiału genetycznego do organizmu jest skomplikowany i często składa się z wielu etapów. Jednak pierwszym elementem, na który może działać ten syntetyczny lipoid (EPOPC) są membrany biologiczne. Z tego powodu w pracy skupiono się na zbadaniu oddziaływań EPOPC z lipidami naturalnie występującymi w komórkach zwierzęcych (cholesterol, fosfatydylocholina - POPC, sfingomielina - SM), a także określeniu jak wpływa on na układ POPC/SM/Cholesterol, którego skład odzwierciedla budowę raftów lipidowych w błonach komórkowych ssaków. W przeprowadzonych badaniach zastosowano technikę monowarstw Langmuira oraz mikroskopię kąta Brewstera. Uzyskane wyniki wykazały, że wprowadzenie EPOPC znacząco zmienia organizację molekularną modelowych membran i silnie wpływa na oddziaływania pomiędzy ich składnikami. Ponadto obecność EPOPC znacznie zwiększa płynność badanych układów poprzez obniżenie stopnia uporządkowania łańcuchów acylowych fosfolipidów.The aim of this work was to investigate the influence of cationic lipoid, 1-palmitoyl-2-oleyl-sn-glycero-3-ethylphosphocholine chloride (EPOPC), on model animal membranes. EPOPC, as a derivative of natural phospholipids, exhibits low cytotoxicity and therefore is a very good candidate for application in gene therapy or creation of vesicles for drugs encapsulation. It is known that the mechanism of delivering drugs or genetic material into organism is very complicated and often consists of many stages. However, the first element on which this synthetic lipoid (EPOC) act is biological membranes. For this reason, the purpose of my master’s thesis was to investigate the interactions of EPOPC on lipids naturally occurring in animal cells: cholesterol, phosphatidylcholine (POPC) and sphingomyelin (SM) and to determine how EPOPC affects on POPC/SM/Cholesterol system which composition reflects the structure of lipid rafts in mammalian cells. The investigations were performed with the application of Langmuir monolayer technique and Brewster angle microscopy. The obtained results proved that the incorporation of EPOPC significantly changes molecular organization of model membranes and strongly affect interactions between their components. Moreover, the presence of EPOPC greatly enhances the fluidity of the investigated systems by lowering the order of phospholipid acyl chains