Самосборный наноструктуры formed using supramolecular полимеры 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 лечение of this debilitating condition that severely impacts the quality of life and mental health of affected люди, as well as their family members and is a serious burden on health and social care system.
A спинной мозг травма, часто вызванная внезапным ударом или порезом позвоночника, приводит к необратимой потере силы, чувствительности и функции ниже места травмы. Хотя не существует хорошо зарекомендовавшего себя лекарства от таких травм, было опубликовано множество исследовательских статей, чтобы понять молекулярную патологию травм позвоночника и выдвинуть предложения по регенерации пораженной ткани, тем самым способствуя функциональному восстановлению и впоследствии позволяя людям вести более продуктивной и независимой жизни. Прогресс науки и техники в понимании молекулярных механизмов, лежащих в основе травмы спинного мозга, и предполагаемых терапевтических подходов, в дополнение к реабилитации и вспомогательным устройствам, будет иметь большое значение для восстановления людей после таких острых травм и поможет им вести более активный образ жизни. осмысленная жизнь.
В недавней статье, опубликованной в Science 11 ноября 2021 года, Альварес и его коллеги протестировали супрамолекулярные полимеры, содержащие пептидные амфифилы (PAs), на мышиной модели парализующего повреждения спинного мозга (SCI) человека.1. Эти ПА содержат два дефинитивных сигнала, первый активирует трансмембранный рецептор β1-интегрина, а второй активирует основной рецептор фактора роста фибробластов 2. Пептидные амфифилы (PA) - это небольшие молекулы, которые содержат гидрофобные компоненты, ковалентно связанные с цепочкой аминокислот (пептидов). Пептидная последовательность может быть сконструирована так, чтобы образовывать β-слои, в то время как остатки, наиболее удаленные от хвоста, заряжаются для обеспечения растворимости и могут содержать биоактивную последовательность. После растворения в воде эти ПА претерпевают образование β-слоев и гидрофобный коллапс алифатических хвостов и вызывают сборку молекул в супрамолекулярные одномерные наноструктуры (например, цилиндрические или ленточные нановолокна с высоким аспектным отношением). Сборка обычно вызывается изменением концентрации, pH и введением двухвалентных катионов.2,3. Эти наноструктуры чрезвычайно важны для биомедицинских функций из-за их способности отображать высокую плотность биологических сигналов на своей поверхности для нацеливания или активации путей.
Создавая мутации в пептидной последовательности в не сигнализирующем, небиоактивном домене, наблюдалось интенсивное надмолекулярное движение внутри нановолокон, что улучшало восстановление после SCI. Мутация с наиболее интенсивной динамикой привела не только к отрастанию аксонов и миелинизации, но и к образованию кровеносных сосудов (реваскуляризации) и выживанию мотонейронов.
Таким образом, эти супрамолекулярные полимеры, содержащие пептидные амфифилы (ПА), имеют большие перспективы в оказании помощи людям в восстановлении после травм спинного мозга, которые могут иметь разрушительные последствия для жизни пациентов, как физически, так и эмоционально. Кроме того, эти самособирающиеся наноструктуры, изготовленные из супрамолекулярных полимеров, содержащих пептидные амфифилы (ПА), могут использоваться для различных биомедицинских приложений, таких как наркотик родоразрешения, регенерации костей и уменьшения кровопотери при внутренних кровотечениях.
Рекомендации
- Альварес З., и др. 2021. Биоактивные каркасы с улучшенными супрамолекулярными движениями способствуют восстановлению после травм спинного мозга. Наука. Опубликовано 11 ноября 2021 г. Том 374, выпуск 6569. С. 848-856. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abh3602
- Hartgerink, JD; Beniash, E .; Ступп, С.И. Пептид-амфифильные нановолокна: универсальная основа для приготовления самосборных материалов. Proc. Natl. Акад. Sci. США 2002, 99, 5133–5138, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.072699999
- Пашак, ET; Cui, H .; Ступп, С.И. Настройка супрамолекулярной жесткости пептидных волокон с помощью молекулярной структуры. Варенье. Chem. Soc. 2010, 132, 6041–6046, DOI: https://doi.org/10.1021/ja908560n
