Ise kokku pandud nanostruktuurid moodustatud kasutades supramolekulaarset polümeerid bioaktiivseid järjestusi sisaldavad peptiidamfifiilid (PA-d), mis on näidanud suurepäraseid tulemusi SCI hiiremudelis ja omavad tohutut lubadust inimestel tõhusaks ravi sellest kurnavast seisundist, mis mõjutab tõsiselt mõjutatud inimeste elukvaliteeti ja vaimset tervist inimesed, aga ka nende pereliikmetele ning on tõsine koormus tervishoiu- ja sotsiaalhoolekandesüsteemile.
A selgroog vigastus, mis on sageli põhjustatud lülisamba äkilisest löögist või lõikest, põhjustab püsivat jõu, tundlikkuse ja funktsiooni kaotust allpool vigastuskohta. Kuigi selliste vigastuste jaoks ei ole väljakujunenud ravi, on avaldatud hulgaliselt teadusartikleid, et mõista selgroovigastuste molekulaarset patoloogiat ja teha ettepanekuid kahjustatud koe regenereerimiseks, soodustades seeläbi funktsionaalset taastumist ja võimaldades inimestel seejärel juhtida. produktiivsemat ja iseseisvamat elu. Teaduse ja tehnoloogia edusammud seljaaju vigastuse aluseks olevate molekulaarsete mehhanismide mõistmisel ja sugestiivsed terapeutilised lähenemisviisid, lisaks taastusravile ja abivahenditele aitavad kaasa inimeste taastumisele sellistest ägedatest vigastustest ja aitavad neil paremini toime tulla. mõtestatud elu.
Hiljutises artiklis, mis avaldati ajakirjas Science 11. novembril 2021, testisid Alvarez ja tema kolleegid peptiidamfifiile (PA) sisaldavaid supramolekulaarseid polümeere inimese seljaaju paralüüsiva kahjustuse (SCI) hiiremudelis.1. Need PA-d sisaldasid kahte kindlat signaali, millest esimene aktiveerib transmembraanse retseptori β1-integriini ja teine aktiveerib põhilise fibroblasti kasvufaktori 2 retseptori. Peptiidamfifiilid (PA-d) on väikesed molekulid, mis sisaldavad hüdrofoobseid komponente, mis on kovalentselt seotud aminohapete (peptiidide) jadaga. Peptiidjärjestuse saab kujundada nii, et see moodustaks β-lehti, samas kui sabast kõige kaugemal asuvad jäägid on laetud, et soodustada lahustuvust ja võivad sisaldada bioaktiivset järjestust. Vees lahustumisel moodustuvad need PA-d β-lehtedest ja alifaatsete sabade hüdrofoobsest kokkuvarisemisest ning indutseerivad molekulide kokkupanemist supramolekulaarseteks ühemõõtmelisteks nanostruktuurideks (nt suure kuvasuhtega silindrilised või linditaolised nanokiud). Kokkupanek indutseeritakse tavaliselt kontsentratsiooni, pH ja kahevalentsete katioonide sisseviimisega2,3. Need nanostruktuurid on biomeditsiiniliste funktsioonide jaoks äärmiselt olulised, kuna neil on võime kuvada oma pinnal suure tihedusega bioloogilisi signaale radade sihtimiseks või aktiveerimiseks.
Luues mutatsioonid peptiidijärjestuses mittesignaali andvas, mittebioaktiivses domeenis, täheldati nanokiudude sees intensiivset supramolekulaarset liikumist, parandades seeläbi SCI-st taastumist. Suurima intensiivse dünaamikaga mutatsioon ei põhjustanud mitte ainult aksonite taaskasvu ja müeliniseerumist, vaid põhjustas ka veresoonte moodustumist (revaskularisatsiooni) ja motoorsete neuronite ellujäämist.
Need supramolekulaarsed polümeerid, mis sisaldavad peptiidamfifiile (PA-sid), omavad seega suurt lubadust aidata inimestel SCI-dest taastuda, millel võib olla laastav mõju patsientide elule nii füüsiliselt kui ka emotsionaalselt. Lisaks saab neid peptiidamfifiile (PA) sisaldavatest supramolekulaarsetest polümeeridest valmistatud isekoosnevaid nanostruktuure kasutada mitmesugustes biomeditsiinilistes rakendustes, näiteks uimasti sünnitus, luukoe taastumine ja verekaotuse vähendamine sisemise verejooksu ajal.
***
viited
- Álvarez Z., et al 2021. Suurenenud supramolekulaarse liikumisega bioaktiivsed karkassid soodustavad seljaaju vigastusest taastumist. Teadus. Avaldatud 11. novembril 2021. Vol 374, väljaanne 6569. lk 848–856. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abh3602
- Hartgerink, JD; Beniash, E.; Stupp, SI Peptiid-amfifiilsed nanokiud: mitmekülgne karkass isekokkupanevate materjalide ettevalmistamiseks. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 5133–5138, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.072699999
- Pashuck, ET; Cui, H.; Stupp, SI Peptiidkiudude supramolekulaarse jäikuse häälestamine molekulaarstruktuuri kaudu. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6041–6046, DOI: https://doi.org/10.1021/ja908560n
***
