Membrane Toxicity
Cell Toxicity. A lipidomics approach.
Amália Jurado
Group Leader
Objectivos, interesses e actividade científica
A investigação desenvolvida pelo nosso grupo tem como principal objectivo esclarecer o papel da componente lipídica da membrana no funcionamento da célula, em condições fisiológicas e patológicas, numa perspectiva lipidómica.
Desta forma, o trabalho realizado pelo grupo tem-se centrado no desenvolvimento de estratégias que permitam abordar duas questões fundamentais na investigação dos lípidos:
a) Porque existem tantos lípidos diferentes nas membranas biológicas?
b) De que modo a composição lipídica das membranas e as suas propriedades estruturais e dinâmicas regulam no espaço e no tempo (ou descontrolam, em situações patológicas) o funcionamento das células.
As estratégias experimentais adoptadas para responder a estas questões consistiram em:
a) Investigar as alterações da composição lipídica membranar de bactérias como resposta adaptativa aos efeitos adversos de agentes físicos e químicos.
b) Identificar alterações das propriedades físicas da bicamada lipídica da membrana em resultado de toxicidade ou doença, correlacionando-as com o mau funcionamento da célula.
Tendo como principal preocupação dar relevo ao papel desempenhado pelos lípidos constituintes da membrana, esta área de investigação tem recorrido a diversos sistemas biológicos de complexidade variável, como bicamadas lipídicas e membranas biológicas, células ou protoplastos de bactérias, células eucarióticas em cultura e fracções subcelulares como a fracção mitocondrial. Por outro lado, tem sido caracterizada, a nível biofísico ou funcional, a interacção destes diversos sistemas com DNA, esteróis, surfactantes, fármacos, poluentes ambientais e nanomateriais.
As metodologias experimentais envolvem técnicas de análise lipídica, medida de parâmetros termodinâmicos (calorimetria) e técnicas de fluorescência. No que respeita à abordagem química física, o grupo conta igualmente com a colaboração de outros grupos do Centro ou do exterior. Por outro lado, a experiência na bioquímica e biofísica de lípidos e na modelação de membranas tem sido partilhada com outros grupos que conduzem investigação centrada no papel de proteínas em processos celulares, proporcionando uma outra abordagem experimental com incidência nos lípidos.
Aspectos a realçar
Do trabalho conduzido pelo grupo, salientam-se os seguintes aspectos:
a) Os microrganismos, particularmente bactérias do género Bacillus, têm-se revelado bons modelos de avaliação da toxicidade membranar não específica de pesticidas e fármacos.
b) A alteração das propriedades estruturais da membrana e da organização dos lípidos membranares constitui uma estratégia comum a uma grande variedade de pesticidas e poluentes ambientais de que resulta toxicidade não selectiva.
c) O estudo das alterações da composição lipídica conduzidas por bactérias sob pressão ambiental (exercida por agentes físicos ou químicos) sugere que, para além da fluidez, outras propriedades físicas da membrana, mais difíceis de aceder e quantificar, devem ser afectadas justificando o prejuízo causado no funcionamento da célula.
Investigação futura
O grupo encontra-se em fase de remodelação no que respeita à sua constituição e projectos científicos. Estão planeados três projectos a serem desenvolvidos por alunos de Doutoramento, em colaboração com outros grupos:
1. Um estudo sistemático para avaliar os riscos para a saúde e para o ambiente provenientes da exposição a nanomateriais de carbono.
2. A caracterização biofísica das interacções de DNA com membranas lipídicas.
3. Uma perspectiva lipidómica do funcionamento da mitocôndria, dando ênfase ao papel desempenhado pela cardiolipina.
Informação Adicional e Publicações
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