Пашкоджанне спіннога мозгу (SCI): выкарыстанне бія-актыўных каркасаў для аднаўлення функцыі

Самастойна сабраны нанаструктуры утвараецца з дапамогай надмалекул палімеры якія змяшчаюць пептыдныя амфіфілы (ПА), якія змяшчаюць біялагічна актыўныя паслядоўнасці, паказалі выдатныя вынікі на мышынай мадэлі ТСМ і вельмі перспектыўныя ў людзей для эфектыўнага лячэнне гэтага знясільваючага стану, які моцна ўплывае на якасць жыцця і псіхічнае здароўе пацярпелых людзі, а таксама членаў іх сем'яў і з'яўляецца сур'ёзнай нагрузкай на сістэму аховы здароўя і сацыяльнай дапамогі. 

A спінны мозг траўма, часта выкліканая раптоўным ударам або парэзам пазваночніка, прыводзіць да пастаяннай страты сілы, адчувальнасці і функцый ніжэй месца траўмы. Нягледзячы на ​​тое, што няма дакладнага лячэння ад такіх пашкоджанняў, было апублікавана мноства даследчых артыкулаў, каб зразумець малекулярную паталогію пашкоджанняў хрыбетніка і прыдумаць прапановы па рэгенерацыі здзіўленай тканіны, тым самым спрыяючы функцыянальнаму аднаўленню і ў далейшым дазваляючы людзям кіраваць больш плённае і самастойнае жыццё. Развіццё навукі і тэхнікі ў разуменні малекулярных механізмаў, якія ляжаць у аснове пашкоджанні спіннога мозгу, і тэрапеўтычных падыходаў, якія наводзяць на думку, у дадатак да рэабілітацыі і дапаможных сродкаў, будуць мець вялікі шлях у аднаўленні людзей ад такіх вострых пашкоджанняў і дапамогуць ім весці больш асэнсаванае жыццё. 

У нядаўняй артыкуле, апублікаванай у Science 11 лістапада 2021 года, Альварэс і яго калегі пратэставалі супрамалекулярныя палімеры, якія змяшчаюць пептыдныя амфіфілы (PAs), на мышынай мадэлі паралізуючага пашкоджанні спіннога мозгу (SCI) чалавека.^1. Гэтыя ПА ўтрымлівалі два канчатковых сігналу: першы актывуе трансмембранны рэцэптар β1-интегрина, а другі - асноўны рэцэптар фактару росту фібрабластаў 2. Пептыдныя амфіфілы (ПА) - гэта невялікія малекулы, якія ўтрымліваюць гідрафобныя кампаненты, кавалентна злучаныя з ланцужком амінакіслот (пептыдаў). Пептыдная паслядоўнасць можа быць распрацавана так, каб утвараць β-лісты, у той час як рэшткі, найбольш аддаленыя ад хваста, зараджаны для паляпшэння растваральнасці і могуць утрымліваць біялагічна актыўная паслядоўнасць. Пры растварэнні ў вадзе гэтыя PA падвяргаюцца фармаванню β-ліста і гідрафобнаму калапсу аліфатычных хвастоў і выклікаюць зборку малекул у супрамалекулярныя аднамерныя нанаструктуры (напрыклад, цыліндрычныя або стужкападобныя нанавалокны з высокім прапортам). Зборку звычайна індукуюць змяненнем канцэнтрацыі, pH і ўвядзеннем двухвалентных катыёнаў^2,3. Гэтыя нанаструктуры надзвычай важныя для біямедыцынскіх функцый з-за іх здольнасці адлюстроўваць высокую шчыльнасць біялагічных сігналаў на сваёй паверхні для нацэльвання або актывацыі шляхоў. 

Ствараючы мутацыі ў пептыднай паслядоўнасці ў несігналізацыйным, небіяактыўным дамене, назіралася інтэнсіўнае супрамалекулярнае рух у нанавалокнах, што паляпшае аднаўленне ад SCI. Мутацыя з найбольшай інтэнсіўнай дынамікай прывяла не толькі да адрастання аксона і миелинизации, але і прывяла да адукацыі крывяносных сасудаў (реваскуляризации) і выжывання рухальных нейронаў. 

Такім чынам, гэтыя надмолекулярные палімеры, якія змяшчаюць пептыдныя амфіфілы (ПА), маюць вялікія перспектывы, дапамагаючы людзям вылечыцца ад ТСН, якія могуць аказаць разбуральнае ўздзеянне на жыццё пацыентаў, як фізічна, так і эмацыйна. Акрамя таго, гэтыя самазборныя нанаструктуры, зробленыя з супрамалекулярных палімераў, якія змяшчаюць пептыдныя амфіфілы (PAs), могуць быць выкарыстаны для розных біямедыцынскіх ужыванняў, такіх як наркотык родоразрешеніе, рэгенерацыя касцяной тканіны і памяншэнне страты крыві пры ўнутраным крывацёку. 

*** 

Спасылкі 

1. Альварэс З., і інш 2021 г. Біяактыўныя каркасы з узмоцненым супрамалекулярным рухам спрыяюць аднаўленню пасля траўмы спіннога мозгу. Навука. Апублікавана 11 лістапада 2021 г. Т. 374, выпуск 6569. С. 848-856. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abh3602 

2. Хартгерынк, JD; Беняш, Э.; Ступ, С. І. Пептыд-амфифильные нановолокна: універсальны каркас для падрыхтоўкі самазборных матэрыялаў. Прак. Нац. Акад. навук. ЗША 2002, 99, 5133–5138, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.072699999 

3. Пашук, ET; Цуй, Х.; Ступп, С. І. Налада надмалекулярнай калянасці пептыдных валокнаў праз малекулярную структуру. Дж. Ам. хім. Сац. 2010, 132, 6041– 6046, DOI: https://doi.org/10.1021/ja908560n 

***