Una colaboración dirigida principalmente por científicos de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio TUAT en Japón ha desarrollado un nuevo método de diseño molecular para controlar tanto la reversibilidad de la temperatura como la rigidez de las nanofibras que son péptidos formadores de gel. El hidrogel de nanofibras peptídicas puede serutilizados como materiales biomédicos. Este método permitirá que las nanofibras peptídicas sean más biomédicas aplicables.
Los investigadores publicaron sus resultados el 8 de julio en Chemistry-A European Journal .
En general, algunos de los péptidos forman hidrogeles de nanofibras. Estos péptidos son cadenas cortas de aminoácidos naturales que se encuentran en todos los organismos vivos. Dado que son respetuosos con el medio ambiente, se han utilizado ampliamente en medicina, como materiales de recuperación de tejidos, materiales médicos regenerativos, matrices extracelulares, materiales de cultivo celular y recipientes de administración de fármacos.
"Para algunas aplicaciones médicas de los péptidos de nanofibras, necesitamos desarrollar una técnica para controlar tanto la rigidez resistencia mecánica como la respuesta de temperatura que cambia entre gel sólido y sol líquido", dijo Takahiro Muraoka, PhD, autor correspondiente enel artículo y profesor asociado en el Departamento de Química Aplicada de la Escuela de Postgrado de Ingeniería de la TUAT. "Sin embargo, es difícil mejorar las dos características al mismo tiempo. Por ejemplo, cuando se aumenta la rigidez de una nanofibra peptídica mediante el reemplazo deun simple aminoácido alanina a un aminoácido más hidrofóbico fenilalanina, se sabe que la respuesta a la temperatura a menudo se pierde ".
En sus experimentos, encontraron que un reemplazo de aminoácidos que se pensaba que producía un gel más blando formaba inesperadamente un gel más duro. Usaron 5 conjuntos de péptidos diferentes que tenían 16 aminoácidos. Curiosamente, un péptido en particular no perdió la respuesta a la temperatura. El péptido concentración al 1% en solución formó gel sólido a 20 ° C 68 ° F y al aumentar la temperatura a 80 ° C 178 ° F el gel se convirtió en sol líquido. Al reducir la temperatura deDe 80 ° C a 20 ° C, se formó nuevamente el gel. "Esta característica de temperatura reversible es aplicable para la administración de fármacos mediante inyección local", dijo Muraoka.
Reemplazaron la alanina en el medio del péptido por glicina, el aminoácido más simple. El reemplazo de glicina generalmente suaviza el gel. Usaron instrumentos analíticos regulares como microscopía CD, IR y TEM para comprender con precisión cómo se formó el gelTambién utilizaron un enfoque computacional, llamado simulación de dinámica molecular. "Con base en nuestros resultados, ahora podemos diseñar péptidos mejor mediante simulación por computadora", dijo Muraoka.
Además, la nanofibra peptídica era un adhesivo celular, que es adecuado como biomaterial para el cultivo celular y la regeneración de tejidos. "Esta investigación abrirá nuevas vías hacia el diseño de nanofibras peptídicas de aplicación más biomédica", agregó Muraoka.
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Materiales proporcionados por Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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