Self-assembled nanostructuri formed using supramolecular polimeri containing peptide amphiphiles (PAs) containing bio active sequences have shown great results in mouse model of SCI and holds immense promise, in humans, for an effective tratament of this debilitating condition that severely impacts the quality of life and mental health of affected oameni, as well as their family members and is a serious burden on health and social care system.
A măduva spinării leziunea, adesea cauzată de o lovitură bruscă sau o tăietură la nivelul coloanei vertebrale, duce la pierderea permanentă a forței, a senzației și a funcției sub locul leziunii. Deși nu există un remediu bine stabilit pentru astfel de leziuni, au fost publicate o multitudine de articole de cercetare pentru a înțelege patologia moleculară a leziunilor coloanei vertebrale și pentru a veni cu sugestii pentru a regenera țesutul afectat, promovând astfel recuperarea funcțională și, ulterior, permițând oamenilor să conducă. o viață mai productivă și mai independentă. Progresul în știință și tehnologie de înțelegere a mecanismelor moleculare care stau la baza leziunii măduvei spinării și a abordărilor terapeutice sugestive, pe lângă reabilitare și dispozitive de asistență, va contribui mult în recuperarea oamenilor de astfel de leziuni acute și îi va ajuta să conducă un viata plina de sens.
Într-un articol recent publicat în Science pe 11 noiembrie 2021, Alvarez și colegii săi au testat polimeri supramoleculari care conțin amfifile peptidice (PA), într-un model de șoarece de leziuni paralizante ale măduvei spinării umane (SCI)1. Aceste PA au conținut două semnale definitive, primul activează receptorul transmembranar β1-integrină și al doilea activează receptorul de bază al factorului de creștere a fibroblastelor 2. Amfifilele peptidice (PA) sunt molecule mici care conțin componente hidrofobe legate covalent de un șir de aminoacizi (peptide). Secvența de peptidă poate fi proiectată pentru a forma foi β, în timp ce reziduurile cele mai îndepărtate de coadă sunt încărcate pentru a promova solubilitatea și pot conține o secvență bioactivă. La dizolvarea în apă, aceste PA suferă formarea foii β și colapsul hidrofob al cozilor alifatice și induc asamblarea moleculelor în nanostructuri supramoleculare unidimensionale (de exemplu, nanofibre cilindrice sau panglici cu raport de aspect ridicat). Asamblarea este de obicei indusă prin variarea concentrației, pH-ului și introducerea de cationi divalenți2,3. Aceste nanostructuri sunt extrem de importante pentru funcțiile biomedicale datorită capacității lor de a afișa o densitate mare de semnale biologice pe suprafața lor pentru țintirea sau activarea căilor.
Prin crearea de mutații în secvența peptidei în domeniul non-semnalizare, non-bioactiv, a fost observată mișcare supramoleculară intensă în cadrul nanofibrelor, îmbunătățind astfel recuperarea din SCI. Mutația cu cea mai mare dinamică intensă a dus nu numai la creșterea axonilor și mielinizarea, dar a dus și la formarea vaselor de sânge (revascularizare) și supraviețuirea neuronului motor.
Acești polimeri supramoleculari care conțin amfifile peptidice (AP) sunt astfel foarte promițători în a ajuta oamenii să se recupereze de SCI, care pot avea efecte devastatoare asupra vieții pacienților, atât fizic, cât și emoțional. Mai mult, aceste nanostructuri de auto-asamblare, realizate din polimeri supramoleculari care conțin amfifile peptidici (PA), pot fi exploatate pentru diverse aplicații biomedicale, cum ar fi medicament livrarea, regenerarea osoasă și scăderea pierderilor de sânge în timpul sângerării interne.
***
Referinte
- Álvarez Z., et al 2021. Schelele bioactive cu mișcare supramoleculară îmbunătățită promovează recuperarea după leziunea măduvei spinării. Ştiinţă. Publicat 11 nov 2021. Vol 374, Issue 6569. pp. 848-856. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abh3602
- Hartgerink, JD; Beniash, E.; Stupp, SI Nanofibre peptidice-amfifile: o schelă versatilă pentru prepararea materialelor cu auto-asamblare. Proc. Natl. Acad. Sci. SUA 2002, 99, 5133– 5138, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.072699999
- Pashuck, ET; Cui, H.; Stupp, SI Reglarea rigidității supramoleculare a fibrelor peptidice prin structura moleculară. J. Am. Chim. Soc. 2010, 132, 6041– 6046, DOI: https://doi.org/10.1021/ja908560n
***
