El diseño de bioscaffolds ofrece a los bioingenieros una mayor flexibilidad cuando se trata de ingeniería de tejidos y biomedicina. Los sistemas que utilizan péptidos autoensamblables pueden crear una variedad de materiales. Los péptidos beta se han convertido especialmente en una herramienta clave para construir biomateriales más robustos. Estas moléculas sintéticas imitan losestructura de proteínas pequeñas, pero están protegidas contra procesos que degradan los péptidos naturales. Un nuevo estudio ha ampliado lo que podemos hacer con estos péptidos astutos.
Por primera vez, los investigadores han demostrado que es posible unir péptidos beta autoensamblables a diferentes moléculas orgánicas. Publicado en APL Bioengineering, de AIP Publishing, el estudio muestra que las moléculas que anteriormente representaban desafíos para los bioingenieros ahora se pueden usarpara hacer nuevos tipos de biomateriales. El equipo probó diferentes compuestos unidos a péptidos beta para crear una variedad de beta-pledamers, incluido un andamio en el que las células nerviosas podrían crecer.
Estructuralmente, los aminoácidos son grupos de átomos de carbono reservados por un grupo amina en un lado, un grupo ácido en el otro, y unidos a varios residuos que les otorgan propiedades únicas. En la naturaleza, la mayoría son conocidos como aminoácidos alfa,lo que significa que solo un átomo de carbono mantiene todas estas partes juntas. Los aminoácidos beta dividen el trabajo entre dos átomos de carbono.
En los péptidos beta, el carbono adicional hace que las moléculas sean más resistentes contra las enzimas que rompen péptidos en el cuerpo. Los péptidos beta también pueden autoensamblarse. Un bioingeniero simplemente necesita tapar el extremo amino de los péptidos beta, y construirán las moléculas pegajosassí mismos.
"Nos sorprendió bastante que un péptido muy pequeño aún pudiera ensamblarse, a pesar del hecho de que había algo en el medio", dijo Mark Del Borgo, autor del artículo.
"Una cosa interesante acerca de esto es que dependen completamente de la secuencia", dijo Del Borgo. "No importa cómo estén hechos, se ensamblan completamente solos".
El equipo investigó las moléculas de enlace flexibles y rígidas para el relleno de sus beta-foldamers, enfocándose en el ácido arginilglicilapártico RGD. Esta secuencia de péptido alfa que se encuentra en la matriz extracelular actúa como una plantilla para colocar las células correctamente cuando comienzan a extenderse.
Utilizando beta-foldamers con RGD en el centro, el equipo construyó una malla en la que cultivaron una red de neuronas. Descubrieron que las neuronas conducen los impulsos entre sí y comparten información.
Para Del Borgo y su equipo, las estructuras basadas en el péptido beta podrían proporcionar el andamiaje biológico para las mallas cerebrales que pueden ayudar a coordinar el crecimiento de las neuronas después de que un paciente experimente un derrame cerebral o una lesión cerebral traumática. A continuación, el grupo planea investigar cómo los andamios biológicospuede ayudar a tratar los déficits neurológicos de los ratones con estas afecciones.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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