Las nanoestructuras autoensambladas formadas mediante polímeros supramoleculares que contienen anfifilos peptídicos (AP) con secuencias bioactivas han mostrado excelentes resultados en modelos de ratón con lesión medular y son muy prometedoras en humanos para un tratamiento eficaz de esta afección debilitante que afecta gravemente la calidad de vida y la salud mental de las personas afectadas , así como de sus familiares, y supone una carga importante para el sistema sanitario y de asistencia social.
Una lesión medular , a menudo causada por un golpe o corte repentino en la columna vertebral, conlleva una pérdida permanente de fuerza, sensibilidad y función por debajo del lugar de la lesión. Si bien no existe una cura definitiva para estas lesiones, se han publicado numerosos artículos de investigación para comprender la patología molecular de las lesiones medulares y proponer estrategias para regenerar el tejido afectado, promoviendo así la recuperación funcional y permitiendo a las personas llevar una vida más productiva e independiente. Los avances científicos y tecnológicos en la comprensión de los mecanismos moleculares subyacentes a la lesión medular y los enfoques terapéuticos propuestos, junto con la rehabilitación y los dispositivos de asistencia, contribuirán significativamente a la recuperación de las personas que sufren este tipo de lesiones agudas y les ayudarán a llevar una vida más plena.
En un artículo reciente publicado en Science el 11 de noviembre de 2021, Álvarez y sus colegas probaron polímeros supramoleculares que contenían anfifilos peptídicos (AP) en un modelo murino de lesión medular paralizante humana (LME) 1. Estos AP contenían dos señales definidas: la primera activa el receptor transmembrana β1-integrina y la segunda activa el receptor básico del factor de crecimiento de fibroblastos 2. Los anfifilos peptídicos (AP) son moléculas pequeñas que contienen componentes hidrofóbicos unidos covalentemente a una cadena de aminoácidos (péptidos). La secuencia peptídica puede diseñarse para formar láminas β, mientras que los residuos más alejados de la cola están cargados 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 hidrofóbico de las colas alifáticas, lo que induce el ensamblaje de las moléculas en nanoestructuras supramoleculares unidimensionales (por ejemplo, nanofibras cilíndricas o en forma de cinta de alta relación de aspecto). El ensamblaje se induce generalmente mediante la variación de la concentración, el pH y la introducción de cationes divalentes 2,3 . Estas nanoestructuras son de suma importancia para las funciones biomédicas debido a su capacidad para mostrar una alta densidad de señales biológicas en su superficie para la activación o el direccionamiento de 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 anfifilos peptídicos (AP) son muy prometedores para la recuperación de lesiones medulares, que pueden tener efectos devastadores en la vida de los pacientes, tanto física como emocionalmente. Además, estas nanoestructuras autoensamblables, formadas por polímeros supramoleculares con anfifilos peptídicos (AP), pueden utilizarse en diversas aplicaciones biomédicas, como la administración de fármacos , la regeneración ósea y la reducción de la pérdida de sangre durante hemorragias internas.
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Referencias
- 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
- 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
- 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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