Itse koottu nanorakenteita muodostettu käyttämällä supramolekyylistä polymeerit peptidiamfifiilit (PA:t), jotka sisältävät bioaktiivisia sekvenssejä, ovat osoittaneet loistavia tuloksia SCI:n hiirimallissa, ja niillä on valtava lupaus ihmisillä tehokkaasta hoito tästä heikentävästä tilasta, joka vaikuttaa vakavasti sairastuneiden elämänlaatuun ja mielenterveyteen ihmiset, sekä heidän perheenjäsentensä ja on vakava taakka terveydenhuolto- ja sosiaalihuoltojärjestelmälle.
A selkäydin vamma, joka johtuu usein äkillisestä iskun tai viillosta selkärangaan, johtaa pysyvään voiman, tunteen ja toiminnan menetykseen vammakohdan alapuolella. Vaikka tällaisiin vammoihin ei ole olemassa vakiintunutta parannuskeinoa, on julkaistu lukuisia tutkimusartikkeleita, joiden tarkoituksena on ymmärtää selkärangan vammojen molekyylipatologiaa ja tehdä ehdotuksia vahingoittuneen kudoksen regeneroimiseksi, mikä edistää toiminnallista palautumista ja mahdollistaa sen jälkeen ihmisten johtamisen. tuottavampi ja itsenäisempi elämä. Tieteen ja teknologian edistyminen selkäydinvamman taustalla olevien molekyylimekanismien ymmärtämisessä ja viittaavat terapeuttiset lähestymistavat kuntoutuksen ja apuvälineiden lisäksi edistävät pitkälle ihmisten toipumista tällaisista akuuteista vammoista ja auttavat heitä johtamaan enemmän merkityksellistä elämää.
Hiljattain Science-lehdessä 11. marraskuuta 2021 julkaistussa artikkelissa Alvarez ja kollegat testasivat peptidiamfifiilejä (PA:ita) sisältäviä supramolekulaarisia polymeerejä lamauttavan ihmisen selkäydinvaurion (SCI) hiirimallissa.1. Nämä PA:t sisälsivät kaksi lopullista signaalia, joista ensimmäinen aktivoi transmembraanisen reseptorin β1-integriinin ja toinen aktivoi perusfibroblastikasvutekijä 2 -reseptorin. Peptidiamfifiilit (PA:t) ovat pieniä molekyylejä, jotka sisältävät hydrofobisia komponentteja, jotka on kovalenttisesti kytketty aminohappojen (peptidien) sarjaan. Peptidisekvenssi voidaan suunnitella muodostamaan p-arkkeja, kun taas hännästä kauimpana olevat tähteet varataan liukoisuuden edistämiseksi ja voivat sisältää bioaktiivisen sekvenssin. Liukeneessaan veteen nämä PA:t läpikäyvät β-levyn muodostumisen ja alifaattisten pyrstöjen hydrofobisen romahtamisen ja indusoivat molekyylien kokoonpanon supramolekyylisiksi yksiulotteisiksi nanorakenteiksi (esim. suuren kuvasuhteen sylinterimäisiksi tai nauhamaisilla nanokuiduilla). Kokoontuminen indusoituu yleensä vaihtelemalla konsentraatiota, pH:ta ja lisäämällä kaksiarvoisia kationeja2,3. Nämä nanorakenteet ovat erittäin tärkeitä biolääketieteellisille toiminnoille, koska ne pystyvät näyttämään pinnallaan suuria biologisia signaaleja kohdistamiseksi tai aktivoimiseksi.
Luomalla mutaatioita peptidisekvenssiin ei-signaloivassa, ei-bioaktiivisessa domeenissa havaittiin intensiivistä supramolekulaarista liikettä nanokuitujen sisällä, mikä parantaa SCI:stä palautumista. Mutaatio, jolla oli voimakkain dynamiikka, ei johtanut vain aksonien uudelleenkasvuun ja myelinisaatioon, vaan myös johti verisuonten muodostumiseen (revaskularisaatioon) ja motoristen neuronien eloonjäämiseen.
Näillä supramolekulaarisilla polymeereillä, jotka sisältävät peptidiamfifiilejä (PA:ita), on siis suuri lupaus auttaa ihmisiä toipumaan SCI:stä, jolla voi olla tuhoisia vaikutuksia potilaiden elämään sekä fyysisesti että emotionaalisesti. Lisäksi näitä itsekokoontuvia nanorakenteita, jotka on valmistettu supramolekulaarisista polymeereistä, jotka sisältävät peptidiamfifiilejä (PA:ita), voidaan hyödyntää erilaisissa biolääketieteellisissä sovelluksissa, kuten esim. huume synnytys, luun uusiutuminen ja verenhukan vähentäminen sisäisen verenvuodon aikana.
***
Viitteet
- Álvarez Z., et ai 2021. Bioaktiiviset telineet, joissa on tehostettu supramolekulaarinen liike, edistävät toipumista selkäydinvauriosta. Tiede. Julkaistu 11. marraskuuta 2021. Osa 374, numero 6569. s. 848-856. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abh3602
- Hartgerink, JD; Beniash, E.; Stupp, SI Peptidi-amfifiili nanokuidut: Monipuolinen teline itsekokoavien materiaalien valmistukseen. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 5133–5138, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.072699999
- Pashuck, ET; Cui, H.; Stupp, SI Peptidikuitujen supramolekulaarisen jäykkyyden säätäminen molekyylirakenteen avulla. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6041–6046, DOI: https://doi.org/10.1021/ja908560n
***
