Самособирающиеся наноструктуры, сформированные с использованием супрамолекулярных полимеров, содержащих пептидные амфифилы (PAs), содержащие биоактивные последовательности, показали отличные результаты на мышиной модели SCI и имеют огромные перспективы у людей для эффективного лечения этого изнурительного состояния, которое серьезно влияет на качество жизни. и психическое здоровье пострадавших людей, а также членов их семей и является серьезным бременем для системы здравоохранения и социальной помощи.
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
