Explorando la dinámica conformacional de la interfase entre la proteína SP-C y una bicapa lipídica DPPC: un enfoque computacional como aproximación al mecanismo del surfactante pulmonar (2024)
El surfactante pulmonar es un componente vital del proceso respiratorio, que actúa como un tensoactivo que forma una monocapa lipídica en el entorno alveolar . Esta capa reduce la tensión superficial, facilitando así la expansión y contracción de los alvéolos durante la respiración. Para mantener la estabilidad de esta monocapa en la interfaz aire-líquido, se requiere una compleja estructura multicapa lipídica que sirve principalmente como reservorio de lípidos. La integridad y funcionalidad de esta estructura dependen en gran medida de las proteínas de surfactante, particularmente, las proteínas SP-A, SP-B, SP-C y SP-D. Las proteínas SP-A y SP-D tienen un papel crucial en la detección y neutralización de patógenos externos que puedan ingresar al entorno alveolar, protegiendo así el sistema respiratorio de posibles infecciones. Por otro lado, las proteínas SP-B y SP-C están involucradas en la adsorción de lípidos, facilitando la transferencia de lípidos desde el reservorio de la bicapa hacia la monocapa lipídica en la interfaz aire-líquido . La ausencia o disfunción de las proteínas SP-B y SP-C puede tener consecuencias graves para la salud respiratoria, especialmente en recién nacidos. El síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) neonatal es una condición que puede desarrollarse en bebés prematuros o aquellos cuyos pulmones no han producido suficiente surfactante. Esta falta de surfactante puede llevar a la incapacidad de los alvéolos para mantenerse abiertos durante la respiración, lo que resulta en dificultad respiratoria grave y, en casos extremos, insuficiencia respiratoria. Además de esto, la fibrosis pulmonar es otra condición respiratoria que puede estar relacionada con la ausencia a largo plazo de la proteína SP-C, este trastorno consiste en la aparición de cicatrizaciones en el tejido pulmonar que impiden el funcionamiento de la respiración. Por lo tanto, La investigación sobre estas proteínas es esencial para desarrollar tratamientos y terapias que puedan ayudar a prevenir o tratar enfermedades relacionadas con estas deficiencias pulmonares. La integración de simulaciones computacionales en la investigación del surfactante pulmonar es crucial para proporcionar una comprensión más profunda de las interacciones biofísicas y conformacionales entre las proteínas del surfactante y la membrana. Estas simulaciones permiten explorar a nivel molecular cómo las proteínas, interactúan con las bicapas lipídicas que componen el surfactante y cómo estas interacciones afectan la estabilidad y funcionalidad del sistema respiratorio .Mediante técnicas de dinámica molecular, es posible simular el comportamiento de las proteínas y los lípidos a lo largo del tiempo, lo que proporciona información detallada sobre la dinámica de las interacciones moleculares. Esto incluye la capacidad de estudiar cómo las proteínas influyen en la organización, fluidez y estabilidad de los lípidos, entre otros aspectos. El objetivo de esta pasantía es investigar la función estructural de los lípidos en el surfactante, centrándose en una simulación computacional de dinámica molecular. Esta simulación incluirá la proteína del surfactante SP-C y una bicapa lipídica de Dipalmitoilfosfatidilcolina DPPC. Se busca caracterizar los cambios conformacionales en la membrana debido a la presencia de la proteína SP-C. Para simplificar el sistema y priorizar la comprensión del mecanismo, se concentrará únicamente en la interacción entre la proteína SP-C y la bicapa lipídica de DPPC. La exclusión de la proteína SP-B se debe a la complejidad de su entorno multicapa lipídica, que estaría más allá del alcance de este trabajo de pregrado.