Structural and thermodiffusion study of low-density lipoprotein particles - LDL

As doenças cardiovasculares estão, atualmente, entre as principais causas de morte em todo o mundo. A aterosclerose é uma dessas doenças cardiovasculares, sendo inflamatória, progressiva e caracterizada pelo acúmulo arterial de lipídios. A relação da lipoproteína de baixa densidade (LDL) com o desenvolvimento da aterosclerose já é conhecido, o que torna esta lipoproteína um importante objeto de estudo. A proposta do presente trabalho foi um estudo estrutural e termodifusivo das partículas de LDL. Foram empregadas no estudo as técnicas de varredura-Z (ZS), espectroscopia UV-vis, espalhamento dinâmico de luz (DLS) e espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS). Os resultados estruturais indicaram haver alterações na distribuição da densidade eletrônica das partículas de LDL, em função do processo de oxidação induzido por íons Cu2+. Tais alterações, na estrutura da LDL, se mostraram dependentes da evolução temporal da oxidação in vitro. No que se refere à organização lipídica do núcleo da LDL, condição relacionada com a temperatura, os resultados sugeriram que, as alterações estruturais da partícula ocorrem independentemente desta organização. As variações, relacionadas à densidade eletrônica, foram também observadas no estudo in vivo, indicando mudanças na LDL em decorrência da ação de fármacos no organismo. Neste estudo, variações nos raios da partícula também foram observadas. Com relação aos estudos de termodifusão, o modelo de lente térmica generalizado, que permite a determinação do coeficiente Soret (S_T) por meio da técnica de varredura-Z (ZS), aplicada em duas escalas de tempo, foi a abordagem adotada para o estudo das partículas de LDL. Esta se apresenta como uma nova possibilidade no estudo de lipoproteínas plasmáticas. As investigações, baseadas na indução dos fenômenos de lente térmica e lente de matéria em solução de nanopartículas, permitiu a determinação do S_T para as partículas de LDL, em condições análogas às fisiológicas, considerando-se força iônica, pH e temperatura. Um estudo da termodifusão da LDL oxidada in vitro sugeriu uma dependência do S_T com o estágio de oxidação da amostra, o que se sugere estar associado a variações de carga superficial da LDL oxidada.Cardiovascular diseases, such as atherosclerosis, are among the main causes of death around the world. Atherosclerosis is a systemic and inflammatory disease characterized by arterial accumulation of lipids. The role of low-density lipoprotein (LDL) in the atherosclerosis development is known and extensively studied. The proposal of this work was a structural and thermodiffusion study of LDL particles. The techniques of Z-scan (ZS), UV-Vis spectroscopy, dynamic light scattering (DLS) and small angle X-ray scattering (SAXS) were employed. Structural results showed changes in electron density distribution of LDL as a result of oxidative process induced by Cu2+ ions. These structural changes in LDL were dependent of temporal evolution of in vitro oxidation. Our results suggested that structural modification was not inhibited by temperature-dependent lipid arrangement of oxidized LDL core. An in vivo study also indicated changes in electron density distribution of LDL as a result of drugs action, and variations in particle radius were also observed. With regard to thermodiffusion LDL investigation, the generalization of the thermal lens model formalism using Z-scan technique to determine Soret coefficient (S_T) was applied. This represents a new approach to studies of plasma lipoproteins. The investigations, based on thermal and matter lens in nanoparticles solution, allowed the determination of S_T from LDL particles under physiological conditions as regards ionic strength, pH and temperature. The study also suggested a dependence of S_T values to in vitro oxidized LDL on their oxidative stage, what can be thought to be associated with changes in surface charge of oxidized LDL