Dit onderzoek bestudeert het effect van membraankromming en -samenstelling op membraanpermeabiliteit (P) in caveolae en pH-gevoelige liposomen. Deze laatste zijn potentiële medicijndragers bij de behandeling van kanker en kunnen te maken krijgen met medicijnlekkage als gevolg van de aanwezigheid van vetzuren (FA’s) - permeabiliteitsversterkers- in hun lipidensamenstelling. Het is ook onbekend of de membraankromming van caveolae de reden is achter de toenemende verdeling van zuurstof (O₂) in het membraan en de regulatie van de O₂-concentratie in de cel.
Om P in gebogen membranen te kwantificeren met behulp van de counting crossings, werd een nieuwe definitie voor P gedefinieerd. Door gebruik te maken van simulaties van zowel all-atom als coarse-grained moleculaire dynamica, hebben we verschillende systemen beoordeeld.
In pH-gevoelige liposomen verhoogde de kromming de permeabiliteit van water, terwijl het P verlaagde voor permeanten met vrije-energieprofielen die een combinatie van bergen en dalen bevatten. Met name verhoogde de FA P terwijl cholesterol het FA-effect neutraliseerde, waardoor P daalde. Bijgevolg kan de passieve permeabiliteit in dit liposoom niet worden verbeterd door FA’s.
Bovendien beïnvloedden structurele kenmerken van caveolae- membraankrommingen - de O₂-verdeling in het membraan. In tegenstelling tot onze initiële hypothese verminderden krommingen de O₂-verdeling in het membraan, wat verder onderzoek noodzakelijk maakt. | |