Abstract:
As doenças, incluindo as associadas às infecções virais, tais como HIV, HSV e COVID-19,
propiciam a necessidade de investigar e produzir novos modelos de liberação prolongada de
fármacos que atendam critérios de biocompatibilidade, especificidade e de menor toxicidade.
Neste âmbito, são relevantes os nanocarreadores de fármacos baseados em lipídios e polímeros,
tais como os lipossomos contendo polímeros supramoleculares do tipo Rod-Coil-Rod. Os
lipossomos são vantajosos, por apresentarem os critérios acima descritos bastante estabelecidos, e
os polímeros por promoverem alternância e versatilidade dos blocos tanto rígidos (Rod), quanto
flexíveis (Coil). A partir destas informações, este trabalho objetivou, a partir da síntese de três
novos polímeros sintéticos do tipo Rod-Coil-Rod, o colesterol-poli (óxido etileno)-triptofano (Col-
PEO-Trip), colesterol-poli (óxido etileno)-1,2,3-triazol-galactose (Col-PEO-Gal) e o colesterol-
poli (óxido etileno)-1,2,3-triazol-n-acetilglicosamina (Col-PEO-GlicNAc), o estudo das suas
interações em lipossomos constituídos de asolecitina de soja (Aso), através de caracterizações
espectroscópicas, espectrofotométrica e termoanalítica. A síntese do Col-PEO-Trip foi proposta
neste trabalho e, gerou rendimento de 75%. O Col-PEO-Gal e Col-PEO-GlicNAc cedidos, também
foram obtidos com rendimentos próximos a 75%. Os polímeros incorporados nos lipossomos
tiveram seus efeitos monitorados pelas técnicas de: infravermelho com transformada de Fourier
com reflectância total atenuada horizontal (HATR-FTIR), ressonância magnética nuclear de ¹H
(RMN de 1H) e de 31P (RMN de 31P), potencial zeta (ζ), espalhamento de luz dinâmico (DLS),
espectrofotometria no ultravioleta visível (UV-Vis) e calorimetria de varredura diferencial (DSC).
Os dados de HATR-FTIR demonstraram que, o Col-PEO-Trip em lipossomos de Aso interagiu
preferencialmente com a região de interface lipídica, provocando variações do número de
onda/largura de banda de 5,78 cm-1/ 21,38 cm-1 e 15,43 cm-1/ 19,99 cm-1, dos estiramentos νs C=O
e νs COC, respectivamente. O Col-PEO-Gal variou o número de onda do νas N+(CH3)3 em 19,29
cm-1 e o Col-PEO-GlicNAc, em 28,93 cm-1. Considerando-se o efeito das porções glicídicas, o
GlicNAc, constituinte do Col-PEO-GlicNAc, gerou interações mais significativas que a Gal,
porção do Col-PEO-Gal, do tipo dipolo-dipolo e ligações de hidrogênio, com a região polar da
membrana de Aso. Os resultados de RMN de 1H mostraram que, o Col-PEO-Trip aumentou o
tempo de relaxação longitudinal (T1), dos hidrogênios da colina lipídica (N+(CH3)3; 3,2 ppm), na
região polar dos lipossomos em 12%, tornando-a mais móvel. De outro lado, o polímero que
contém a porção Gal, reduziu o T1 em 5,62%, tornando-a menos fluida; enquanto o que contém a
porção GlicNAc, aumentou o T1 em 11,23 %, deixando a região polar mais fluida. A análise de
RMN de 31P constatou a forma do espectro dos lipossomos, típica de fase hexagonal (HII), e que
não foi alterada pela adição do Col-PEO-Trip. A presença do Col-PEO-Gal na membrana alterou
a forma do espectro, que se tornou típica de estado de fase em bicamada (L). A inserção do Col-
PEO-GlicNAc no lipossomo não alterou a forma do espectro de RMN, mantendo a fase lipídica
como sendo HII. A análise da largura do pico de RMN de 31P indicou efeito de acréscimo em
45,60% após inserção do Col-PEO-Trip, redução da largura em 22,05%, provocada por Col-PEO-
Gal, e aumento da largura após interação na membrana com Col-PEO-GlicNAc, em 76,41%. Os
dados de potencial ζ mostraram que os polímeros Col-PEO-Trip, Col-PEO-Gal e Col-PEO-
GlicNAc promoveram uma variação de 8,9 nm, 32,25 nm e 12,8 nm, respectivamente, neste
parâmetro, favorecendo a redução da hidrofobicidade da superfície lipossomal e, conservando os
valores de carga superficial negativa, os quais são recomendados para as formulações para
tratamento de infecções virais. Os valores obtidos via DLS demonstraram que a presença dos três
polímeros reduziu os tamanhos de lipossomos, quando comparado aos lipossomos de Aso
(controle). O Col-PEO-Trip reduziu o diâmetro dos lipossomos em 49,60 %, o Col-PEO-Gal em
74 %, tornando um modelo promissor nos estudos de ultrapassagem da Barreira hematoencefálica
(BHE), e o Col-PEO-GlicNAc em 28,79%. Os valores de variação de entalpia (ΔH), obtidos por
DSC, indicaram que os polímeros Col-PEO-Trip, Col-PEO-Gal e Col-PEO-GlicNAc aumentaram
os valores deste parâmetro, em módulo, de -0,10 J/g (controle) para -0,16 J/g, -0,13 J/g e -0,22 J/g,
respectivamente. O Col-PEO-Trip, Col-PEO-Gal e Col-PEO-GlicNAc, aumentaram a temperatura
de transição de fase principal (Tm) de seus modelos correspondentes em |8,08| ° C, |6,4| ° C e |5,2|
° C, na devida ordem. Assim, promoveram alterações nas forças de van der Waals, ao ordenar a
região apolar dos lipossomos. De forma geral, os polímeros reduziram a fluidez, na ordem Col-
PEO-Gal > Col-PEO-Trip > Col-PEO-GlicNAc e, aumentaram a estabilidade dos lipossomos de
Aso. Os novos sistemas lipossomais, demonstraram diferentes interações intermoleculares, como
as dipolares e ligações de hidrogênio e, formas de empacotamento, tanto em relação ao controle,
como entre si. Tais características os tornam promissores para estudos de atividades biológicas,
em prol do tratamento de doenças, tais como as infecções virais.
Diseases, including those associated with viral infections, such as HIV, HSV and COVID-19,
provide the need to investigate and produce new models of prolonged release of drugs that meet
the criteria of biocompatibility, specificity and less toxicity. In this context, drug nanocarriers
based on lipids and polymers are relevant, such as liposomes containing supramolecular polymers
of the Rod-Coil-Rod type. Liposomes are versatile phospholipids, used, among others, as a
controlled release system for drugs or biologically active substances. Liposomes are advantageous
for presenting the criteria described above quite established, and polymers for promoting
alternation and versatility of both rigid (Rod) and flexible (Coil) blocks. From this information,
this work aimed, from the synthesis of three new synthetic polymers of the Rod-Coil-Rod type,
cholesterol-poly (ethylene oxide) -tryptophan (Col-PEO-Trip), cholesterol-poly (ethylene oxide )
-1,2,3-triazole-galactose (Col-PEO-Gal) and cholesterol-poly (ethylene oxide) -1,2,3-triazole-n-
acetylglycosamine (Col-PEO-GlicNAc), the study of interactions in liposomes consisting of soy
asolecithin (Aso), through spectroscopic, spectrophotometric and thermoanalytical
characterizations. The synthesis of Col-PEO-Trip was proposed in this work and generated a yield
of 75%. The Col-PEO-Gal and Col-PEO-GlicNAc ceded were also obtained with yields close to
75%. When the polymers were incorporated in the liposomes, were monitored by the techniques
of: Fourier transform infrared spectroscopy with horizontal attenuated total reflectance (HATR-
FTIR), nuclear magnetic resonance of 1H (1H NMR), and 31P (31P NMR), zeta potential (ζ),
dynamic light scattering (DLS), visible ultraviolet spectrophotometric (UV-Vis) e differential
scanning calorimetry (DSC). The HATR-FTIR data demonstrated that the Col-PEO-Trip in Aso
liposomes interacted, preferentially, with the lipid interface region, there were variations of νs C =
O and νs COC in the wavenumber / bandwidth of 5.78 cm-1 / 21.38 cm-1 and 15.43 cm-1 / 19.99
cm-1, respectively. Col-PEO-Gal varied the wave number of νas N+(CH3)3 by 19.29 cm-1 and Col-
PEO- GlicNAc by 28.93 cm-1, from the point of view of the effect of the glycidic portions, the
GlicNAc constituent of the Col-PEO-GlicNAc, generated more significant interactions than the
Gal portion of the Col-PEO-Gal, of the dipole-dipole type and hydrogen bonds, with the polar
region of the membrane (from Aso). The results of 1H NMR showed that the Col-PEO-Trip
increased the longitudinal relaxation time (T1), of the hydrogens of the lipid choline (N+(CH3)3;
3.2 ppm), in the polar region of the liposomes by 12 %, making it more mobile. On the other hand,
the polymer containing the Gal portion, reduced T1 by 5.62%, making it less fluid; while the one
containing the GlicNAc portion, increased T1 by 11.23%, making the polar region more fluid. The
31P NMR analysis found the shape of the Aso liposome spectrum, a shoulder in a high field and
an intense peak in a low field, typical of the HII phase of anisotropic lipid movement, which was
not altered by the addition of Col-PEO- Trip. The opposite effect exhibited Col-PEO-Gal in the
membrane, which presented the shape of typical lines of the L phase state. The Col-PEO-GlicNAc
did not alter the shape of the liposomal spectrum. The increase in the width of the peak of lipid
phosphates, reflects in the reduction of the mobility of the region and, the effect was observed in
the membrane that contained the Col-PEO-Trip, the width of the peak was increased in 45.60%;
while the one containing Col-PEO-Gal, the width was reduced by 22.05%; the Col-PEO-GlicNAc,
increased the width by 76.41%. The ζ potential data showed that the polymers Col-PEO-Trip, Col-
PEO-Gal and Col-PEO-GlicNAc, promoted a variation of 8.9 nm, 32.25 nm and 12.8 nm,
respectively, favored the reduction of the hydrophobicity of the liposomal surface and, preserved
values of negative surface charge that are preferable in formulations for the treatment of viral
infections. The DLS values of the liposomal models with polymers, showed reduced sizes,
compared to the Aso liposomes (control). Col-PEO-Trip reduced the vesicles by 49.60%, Col-
PEO-Gal by 74%, making the model relevant in studies of overcoming the Blood-brain barrier
(BHE), and Col-PEO-GlicNAc by 28.79%. The DSC values of enthalpy variation (ΔH) of Aso
liposomes was -0.10 J/g, and for the control containing the polymers Col-PEO-Trip, Col-PEO-Gal
and Col-PEO-GlicNAc of - 0.16 J / g, -0.13 J/g and -0.22 J/g, respectively. Col-PEO-Trip, Col-
PEO-Gal and Col-PEO-GlicNAc, increased the main phase transition temperature (Tm) of their
corresponding models by |8.08| ° C, |6.4| ° C and |5.2| ° C, in proper order. They promoted
alteration in the van der Waals forces, when ordering the non-polar region. In general, the polymers
reduced the fluidity, in the order Col-PEO-Gal> Col-PEO-Trip> Col-PEO-GlicNAc and, increased
the stability of Aso liposomes. The new liposomal systems demonstrated different intermolecular
interactions, such as dipolar and hydrogen bonds, and forms of packaging, both in relation to
control, and between themselves. Such characteristics make them promising for studies of
biological activities, in favor of the treatment of diseases, such as viral infections.
