Selvmontert nanostrukturer dannet ved bruk av supramolekylært polymerene som inneholder peptidamfifiler (PA-er) som inneholder bioaktive sekvenser har vist gode resultater i musemodell av SCI og har et enormt løfte, hos mennesker, for en effektiv behandling av denne svekkende tilstanden som alvorlig påvirker livskvaliteten og mental helse til de berørte porsjoner, så vel som deres familiemedlemmer og er en alvorlig belastning for helse- og sosialvesenet.
A ryggmarg skade, ofte forårsaket av et plutselig slag eller kutt i ryggraden, fører til permanent tap av styrke, følelse og funksjon under skadestedet. Selv om det ikke finnes noen veletablert kur for slike skader, har en mengde forskningsartikler blitt publisert for å forstå den molekylære patologien til ryggmargsskadene og komme med forslag for å regenerere det berørte vevet, og derved fremme funksjonell utvinning og deretter tillate folk å lede et mer produktivt og selvstendig liv. Fremskrittet innen vitenskap og teknologi for å forstå de molekylære mekanismene som ligger til grunn for ryggmargsskaden og suggestive terapeutiske tilnærminger, i tillegg til rehabilitering og hjelpemidler, vil gå langt i å komme seg tilbake fra slike akutte skader og hjelpe dem til å lede en mer meningsfylt liv.
I en nylig artikkel publisert i Science 11. november 2021, testet Alvarez og kolleger supramolekylære polymerer som inneholder peptidamfifiler (PA), i en musemodell for lammende menneskelig ryggmargsskade (SCI)1. Disse PA-ene inneholdt to definitive signaler, den første aktiverer transmembranreseptoren β1-integrin og en andre aktiverer den grunnleggende fibroblastvekstfaktor 2-reseptoren. Peptidamfifiler (PA) er små molekyler som inneholder hydrofobe komponenter kovalent knyttet til en streng av aminosyrer (peptider). Peptidsekvensen kan utformes for å danne β-sheets, mens restene lengst fra halen lades for å fremme løselighet og kan inneholde en bioaktiv sekvens. Ved oppløsning i vann gjennomgår disse PA-ene β-sheetdannelse og hydrofobisk kollaps av de alifatiske halene og induserer sammenstilling av molekylene til supramolekylære endimensjonale nanostrukturer (f.eks. sylindriske eller båndlignende nanofibre med høyt aspektforhold). Montering induseres vanligvis ved å variere konsentrasjon, pH og introduksjon av toverdige kationer2,3. Disse nanostrukturene er ekstremt viktige for biomedisinske funksjoner på grunn av deres evne til å vise en høy tetthet av biologiske signaler på overflaten for målretting eller aktivering av veier.
Ved å skape mutasjoner i peptidsekvensen i det ikke-signalerende, ikke-bioaktive domenet, ble intens supramolekylær bevegelse i nanofibrene observert, og derved forbedret utvinningen fra SCI. Mutasjonen med den høyeste intense dynamikken resulterte ikke bare i aksongjenvekst og myelinisering, men førte også til dannelse av blodkar (revaskularisering) og overlevelse av motorneuroner.
Disse supramolekylære polymerene som inneholder peptidamfifiler (PA-er) har derfor store løfter når det gjelder å hjelpe folk til å komme seg etter SCI-er, som kan ha ødeleggende effekter på pasientenes liv, både fysisk og følelsesmessig. Videre kan disse selvmonterende nanostrukturene, laget av supramolekylære polymerer som inneholder peptidamfifiler (PA), utnyttes for ulike biomedisinske applikasjoner som f.eks. medikament levering, beinregenerering og redusert blodtap under indre blødninger.
***
Referanser
- Álvarez Z., et al 2021. Bioaktive stillaser med forbedret supramolekylær bevegelse fremmer restitusjon etter ryggmargsskade. Vitenskap. Publisert 11. nov 2021. Vol. 374, utgave 6569. s. 848-856. GJØR JEG: https://doi.org/10.1126/science.abh3602
- Hartgerink, JD; Beniash, E.; Stupp, SI Peptid-amfifile nanofibre: et allsidig stillas for forberedelse av selvmonterende materialer. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 5133– 5138, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.072699999
- Pashuck, ET; Cui, H.; Stupp, SI Tuning av supramolekylær stivhet av peptidfibre gjennom molekylær struktur. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6041– 6046, DOI: https://doi.org/10.1021/ja908560n
***
