Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón y la Universidad de Salud y Ciencia de Oregón han creado nuevos nanomateriales capaces de atravesar las membranas celulares, estableciendo una plataforma novedosa para la administración intracelular de fármacos moleculares y otras cargas.
Los investigadores exploraron cómo ajustar el tamaño, la forma y la morfología de los materiales conocidos como nanomateriales de péptidos autoensamblantes que penetran en las células o CSPN.
Usaron la ligadura secuencial de bloques de construcción de péptidos para crear CSPN que formaron formas distintas que se asemejaban a una broca, y estos "nanodrills" mostraron una gran capacidad para encapsular moléculas huésped para terapia o imágenes
Los resultados se publicaron en Diario de versiones controladas , y se ha presentado una solicitud de patente provisional en la Oficina de Patentes y Marcas de EE. UU.
"Los CSPN representan una nueva plataforma modular de administración de fármacos que se puede programar en estructuras exquisitas a través del ajuste fino de secuencia de aminoácidos", dijo el autor correspondiente Gaurav Sahay, profesor asistente de ciencias farmacéuticas en la Facultad de Farmacia de OSU / OHSU."El ajuste fino de los aminoácidos impartió propiedades versátiles como flexibilidad, autoensamblaje, mayor carga de fármaco, biodegradabilidad y biocompatibilidad para la administración intracelular eficaz de CSPN".
El equipo de laboratorio de Sahay y sus colaboradores, incluidos investigadores de la Facultad de Medicina de OHSU y la Universidad de California en San Diego, generaron cinco CSPN diferentes, conjugando péptidos Tat a un enlazador RADA 2 y añadiendo diferentes números de residuos de fenilalanina.
"Elegimos RADA 2 porque contiene aminoácidos alternos que repelen el agua y se mezclan con el agua; eso impartía la propiedad de autoensamblaje", dijo el primer autor Ashwani Narayana, becario postdoctoral en la Facultad de Farmacia. "Demostramosla transición de la estructura secundaria en estos CSPN, que a su vez desempeñó un papel vital en el autoensamblaje y el potencial de administración de fármacos. La eficacia in vivo de estos nanodrills extenderá las fronteras más allá de la administración intracelular ".
CSPN con dos, tres o cuatro residuos de fenilalanina autoensamblados en nanotaladros que muestran una morfología de torsión gruesa, sin torsión o con torsión fina, respectivamente.
"Estos nanodrills tenían una alta capacidad para encapsular moléculas huéspedes hidrófobas", dijo Narayana. "Los nanodrills de torsión gruesa en particular demostraron una mayor internalización y pudieron localizar rapamicina en el hígado en un modelo de ratón".
La rapamicina es un metabolito antifúngico de la bacteria Streptomyces hygroscopicus y entre sus muchas propiedades se encuentra la capacidad de inducir autofagia, la degradación ordenada y regulada y el reciclaje de componentes celulares.
"Los defectos en la autofagia conducen a la acumulación de materiales tóxicos en diversas enfermedades que van desde enfermedades infecciosas hasta trastornos neurodegenerativos", dijo Sahay. "Estos CSPN modulares podrían ser una nueva plataforma para distribuir moléculas a través de barreras biológicas que se cree que son impenetrables.los cambios pueden dirigir el autoensamblaje en una miríada de nanoestructuras definidas, lo que las convierte en anfitriones ideales para una variedad de moléculas diferentes ".
El Instituto Nacional de Bioingeniería e Imágenes Biomédicas, el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales y la Fundación de Fibrosis Quística apoyaron esta investigación.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Oregon . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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