Estudios estructurales en materiales poliméricos

AGUSTÍN J. BYRNE; LUIS M. ARAQUE MORENO; GUILLERMO COPELLO; YAMILA GARRO LINCK; JUAN MANUEL LÁZARO-MARTÍNEZ

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Taller; IV Taller de Resonancia Magnética; 2018

Los polímeros catiónicos se unen al ADN a través de interacciones electrostáticas y son los vehículos no virales de transporte y liberación de genes más ampliamente utilizados. Muchos factores afectan la eficiencia de transfección de estos polímeros, como el peso molecular, la carga superficial, la hidrofilicidad y su estructura química. Los resultados muestran que lospolímeros lineales sintéticos de polietilenimina (PEIlineal) de 87 KDa aumentaron el rendimiento de transfección en un 10-20% en comparación con los polímeros/reactivos comerciales junto a una significativa menor citotoxicidad sobre las líneas celulares ensayadas de fibroblastos fetales bovinos, HeLa y SW48.1 En este contexto, nos abocamos a estudiar aspectos estructurales endiversas formas químicas de PEI que hasta el momento no habían sido analizadas en el estado sólido. La importancia de estudiar las formas sólidas radica en que los polímeros de PEI bajo su forma química de clorhidratos (PEI.HCl), como otros reactivos de transfección, pueden ser conservados en su forma liofilizada por extensos períodos de tiempo sin pérdida de su actividad y reconstituirse de una manera rápida antes de su uso.2 Además, permite obtener valiosa información relacionada con la arquitectura polimérica que adoptan las distintas cadenas de PEI en el arreglo cristalino.En una primera instancia se llevó a cabo la adquisición de los espectros de 1H-MAS adquiridos a una velocidad de rotación en el ángulo mágico de 34 kHz, en donde se demuestra que el agua posee un rol estructural importante en las diversas muestras teniéndose en cuenta los d1H para el agua a 1 y ~5 ppm. Además, los perfiles de dispersión de rayos-X a bajo ángulo para todos los polímeros de PEI, bajo diversas formas químicas (PEI.HCl o PEIbase-libre),presentaron una estructuración de tipo fractal de superficie, a la vez que presentaron una señal de correlación a valores de q de 0.09-0.10 A-1 que se relacionaron a la hidratación de la estructura del PEI, el cual forma estructuras ordenadas a través de la coordinación con moléculas de agua.Estos resultados permitieron inferir que los polímeros de PEI en sus diversas formas químicas, el agua juega un rol estructural importante. Sin embargo, únicamente los resultados de RMN a 0.5 T (u1H: 19.9 MHz) permitieron inferir que las diferencias observadas en los espectros de 1HMAS (@60kHz) se debían a los diferentes porcentajes de cristalinidad presente en cada una de las muestras. Por último, los ensayos de electroforesis en geles de agarosa evidencian como las diferencias estructurales entre las formas liofilizadas o cristalizadas de los polímeros de PEI impactan en la interacción con moléculas de ADN.