Pašmontēts nanostruktūras veidojas, izmantojot supramolekulāro Polimēri peptīdu amfifili (PA), kas satur bioloģiski aktīvās sekvences, ir uzrādījuši lieliskus rezultātus SCI peles modelī, un tiem ir milzīgs solījums cilvēkiem ārstēšana šī novājinošā stāvokļa, kas nopietni ietekmē skarto dzīves kvalitāti un garīgo veselību cilvēkiem, kā arī viņu ģimenes locekļiem un ir nopietns slogs veselības un sociālās aprūpes sistēmai.
A muguras smadzenes ievainojums, ko bieži izraisa pēkšņs trieciens vai griezums pa mugurkaulu, izraisa neatgriezenisku spēka, sajūtas un funkcijas zudumu zem traumas vietas. Lai gan nav vispāratzītas zāles pret šādiem ievainojumiem, ir publicēti daudzi pētnieciskie raksti, lai izprastu mugurkaula traumu molekulāro patoloģiju un sniegtu ieteikumus skarto audu atjaunošanai, tādējādi veicinot funkcionālo atveseļošanos un ļaujot cilvēkiem vadīt produktīvāku un neatkarīgāku dzīvi. Zinātnes un tehnoloģiju attīstība, lai izprastu muguras smadzeņu bojājumu pamatā esošos molekulāros mehānismus un ierosinošās terapeitiskās pieejas, papildus rehabilitācijai un palīgierīcēm, ievērojami veicinās cilvēku atveseļošanos no šādiem akūtiem ievainojumiem un palīdzēs viņiem vadīt vairāk jēgpilnu dzīvi.
Nesenajā rakstā, kas 11. gada 2021. novembrī publicēts žurnālā Science, Alvaress un kolēģi pārbaudīja supramolekulāros polimērus, kas satur peptīdu amfifilus (PA), izmantojot peles modeli paralizējošo cilvēka muguras smadzeņu bojājumu (SCI) gadījumā.1. Šie PA saturēja divus galīgos signālus, pirmais aktivizē transmembrānu receptoru β1-integrīnu un otrs aktivizē pamata fibroblastu augšanas faktora 2 receptoru. Peptīdu amfifili (PA) ir mazas molekulas, kas satur hidrofobus komponentus, kas kovalenti saistīti ar aminoskābju (peptīdu) virkni. Peptīdu secību var veidot tā, lai veidotu β-loksnes, savukārt atlikumi, kas atrodas vistālāk no astes, tiek uzlādēti, lai veicinātu šķīdību, un var saturēt bioaktīvu secību. Izšķīdinot ūdenī, šie PA tiek pakļauti β-loksnes veidošanai un alifātisko astes hidrofobiskajai sabrukšanai un izraisa molekulu salikšanu supramolekulārās viendimensijas nanostruktūrās (piemēram, cilindriskas vai lentveida nanošķiedras ar augstu proporciju). Salikšanu parasti izraisa mainīga koncentrācija, pH un divvērtīgo katjonu ievadīšana2,3. Šīs nanostruktūras ir ārkārtīgi svarīgas biomedicīnas funkcijām, jo tās spēj uz to virsmas parādīt lielu bioloģisko signālu blīvumu, lai mērķētu vai aktivizētu ceļus.
Izveidojot mutācijas peptīdu secībā nesignalizējošo, nebioaktīvo domēnu, tika novērota intensīva supramolekulārā kustība nanošķiedrā, tādējādi uzlabojot atveseļošanos no SCI. Mutācija ar visaugstāko intensīvo dinamiku izraisīja ne tikai aksonu atjaunošanos un mielinizāciju, bet arī izraisīja asinsvadu veidošanos (revaskularizāciju) un motoro neironu izdzīvošanu.
Šie supramolekulārie polimēri, kas satur peptīdu amfifilus (PA), tādējādi sniedz lielu solījumu, palīdzot cilvēkiem atgūties no SCI, kam var būt postoša ietekme uz pacientu dzīvi gan fiziski, gan emocionāli. Turklāt šīs pašsavienojošās nanostruktūras, kas izgatavotas no supramolekulāriem polimēriem, kas satur peptīdu amfifilus (PA), var izmantot dažādiem biomedicīnas lietojumiem, piemēram, zāles piegāde, kaulu reģenerācija un asins zuduma samazināšana iekšējās asiņošanas laikā.
***
Atsauces
- Alvaress Z., un citi 2021. Bioaktīvās sastatnes ar pastiprinātu supramolekulāro kustību veicina atveseļošanos pēc muguras smadzeņu traumas. Zinātne. Publicēts 11. gada 2021. novembrī. 374. sēj., 6569. izdevums. 848.–856. lpp. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abh3602
- Hartdžerinks, Dž. Benjašs, E.; Stupp, SI Peptīdu-amfifilu nanošķiedras: daudzpusīga sastatne pašmontējamu materiālu sagatavošanai. Proc. Natl. Akad. Sci. ASV 2002, 99, 5133–5138, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.072699999
- Pashuck, ET; Cui, H.; Stupp, SI Peptīdu šķiedru supramolekulārās stingrības regulēšana, izmantojot molekulāro struktūru. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6041–6046, DOI: https://doi.org/10.1021/ja908560n
***
