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Lesión de la médula espinal (SCI): aprovechamiento de andamios bioactivos para restaurar la función

MEDICINALesión de la médula espinal (SCI): aprovechamiento de andamios bioactivos para restaurar la función

Nanoestructuras autoensambladas formadas usando polímeros supramoleculares que contienen péptidos anfífilos (AP) que contienen secuencias bioactivas han mostrado excelentes resultados en el modelo de ratón de SCI y son una inmensa promesa, en humanos, para un tratamiento efectivo de esta condición debilitante que impacta severamente la calidad de vida. y la salud mental de las personas afectadas, así como de sus familiares, y constituye una grave carga para el sistema de atención sanitaria y social. 

A médula espinal La lesión, a menudo causada por un golpe repentino o un corte en la columna, conduce a una pérdida permanente de fuerza, sensación y función debajo del sitio de la lesión. Aunque no existe una cura bien establecida para este tipo de lesiones, se han publicado una gran cantidad de artículos de investigación para comprender la patología molecular de las lesiones de la columna vertebral y proponer sugerencias para regenerar el tejido afectado, promoviendo así la recuperación funcional y, posteriormente, permitiendo que las personas lideren una vida más productiva e independiente. El avance en la ciencia y la tecnología para comprender los mecanismos moleculares que subyacen a la lesión de la médula espinal y los enfoques terapéuticos sugerentes, además de la rehabilitación y los dispositivos de asistencia, contribuirán en gran medida a la recuperación de las personas de lesiones tan agudas y les ayudarán a llevar una vida más vida significativa. 

En un artículo reciente publicado en Science el 11 de noviembre de 2021, Álvarez y sus colegas probaron polímeros supramoleculares que contienen péptidos anfífilos (AP), en un modelo de ratón de lesión paralizante de la médula espinal humana (LME).1. Estos AP contenían dos señales definitivas, la primera activa la integrina β1 del receptor transmembrana y la segunda activa el receptor 2 del factor de crecimiento de fibroblastos básico. Los péptidos anfífilos (PA) son moléculas pequeñas que contienen componentes hidrófobos unidos covalentemente a una cadena de aminoácidos (péptidos). La secuencia de péptidos puede diseñarse para formar láminas β, mientras que los residuos más alejados de la cola se cargan para promover la solubilidad y pueden contener una secuencia bioactiva. Al disolverse en agua, estos PA experimentan la formación de láminas β y el colapso hidrófobo de las colas alifáticas e inducen el ensamblaje de las moléculas en nanoestructuras unidimensionales supramoleculares (p. Ej., Nanofibras cilíndricas o en forma de cinta de alta relación de aspecto). El ensamblaje generalmente se induce mediante la variación de la concentración, el pH y la introducción de cationes divalentes.2,3. Estas nanoestructuras son extremadamente importantes para las funciones biomédicas debido a su capacidad para mostrar una alta densidad de señales biológicas en su superficie para apuntar o activar vías. 

Mediante la creación de mutaciones en la secuencia de péptidos en el dominio no bioactivo, no señalizador, se observó un movimiento supramolecular intenso dentro de las nanofibras, mejorando así la recuperación de SCI. La mutación con la dinámica más intensa no solo dio como resultado el recrecimiento y la mielinización de los axones, sino que también condujo a la formación de vasos sanguíneos (revascularización) y la supervivencia de las neuronas motoras. 

Estos polímeros supramoleculares que contienen péptidos anfífilos (PA) son muy prometedores para ayudar a las personas a recuperarse de las LME, que pueden tener efectos devastadores en la vida de los pacientes, tanto física como emocionalmente. Además, estas nanoestructuras de autoensamblaje, hechas de polímeros supramoleculares que contienen péptidos anfífilos (PA), se pueden explotar para diversas aplicaciones biomédicas, como droga parto, regeneración ósea y disminución de la pérdida de sangre durante una hemorragia interna. 

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Referencias 

  1. Álvarez Z, et al 2021. Los andamios bioactivos con movimiento supramolecular mejorado promueven la recuperación de una lesión de la médula espinal. Ciencias. Publicado el 11 de noviembre de 2021. Vol 374, Número 6569. págs. 848-856. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abh3602 
  1. Hartgerink, JD; Beniash, E .; Stupp, nanofibras de péptido-anfifilo SI: un andamio versátil para la preparación de materiales de autoensamblaje. Proc. Natl. Acad. Sci. EE. UU. 2002, 99, 5133-5138, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.072699999 
  1. Pashuck, ET; Cui, H .; Stupp, SI Sintonización de la rigidez supramolecular de las fibras peptídicas a través de la estructura molecular. Mermelada. Chem. Soc. 2010, 132, 6041– 6046, DOI: https://doi.org/10.1021/ja908560n 

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Rajeev Soni
Rajeev Sonihttps://www.RajeevSoni.org/
Dr. Rajeev Soni (ORCID ID: 0000-0001-7126-5864) tiene un Ph.D. en Biotecnología de la Universidad de Cambridge, Reino Unido y tiene 25 años de experiencia trabajando en todo el mundo en varios institutos y multinacionales como The Scripps Research Institute, Novartis, Novozymes, Ranbaxy, Biocon, Biomerieux y como investigador principal en el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. en descubrimiento de fármacos, diagnóstico molecular, expresión de proteínas, fabricación biológica y desarrollo empresarial.

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