Het ontwerpen van bioscaffolds biedt bio-ingenieurs meer flexibiliteit als het gaat om tissue engineering en biomedicine. Systemen die zelfassemblerende peptiden gebruiken, kunnen een verscheidenheid aan materialen maken. Vooral bètapeptiden zijn een belangrijk hulpmiddel geworden bij het bouwen van robuustere biomaterialen. Deze synthetische moleculen bootsen de structuur van kleine eiwitten na, maar ze zijn beschermd tegen processen die natuurlijke peptiden afbreken. Een nieuwe studie heeft uitgebreid wat we kunnen doen met deze sluwe peptiden.

Voor de eerste keer, onderzoekers hebben aangetoond dat het mogelijk is om zelfassemblerende bèta-peptiden aan verschillende organische moleculen te hechten. Gepubliceerd in APL Bio-engineering , de studie toont aan dat moleculen die voorheen een uitdaging vormden voor bio-ingenieurs, nu kunnen worden gebruikt om nieuwe soorten biomaterialen te maken. Het team testte verschillende verbindingen gebonden aan bèta-peptiden om een ​​verscheidenheid aan bèta-foldameren te maken, inclusief een steiger waarop zenuwcellen konden groeien.

structureel, aminozuren zijn groepen koolstofatomen met aan één kant een aminegroep, anderzijds een zure groep, en gebonden aan verschillende residuen die ze elk unieke eigenschappen geven. In de natuur, de meeste staan ​​bekend als alfa-aminozuren, wat betekent dat slechts één koolstofatoom al deze delen bij elkaar houdt. Bèta-aminozuren verdelen het werk over twee koolstofatomen.

In bèta-peptiden, de extra koolstof maakt de moleculen sterker tegen peptide-brekende enzymen in het lichaam. Beta-peptiden kunnen ook zichzelf assembleren. Een bio-ingenieur moet gewoon het amino-uiteinde van bèta-peptiden afdekken, en ze zullen zelf de kleverige moleculen bouwen.

"We waren nogal verrast dat een heel klein peptide nog steeds kon assembleren, ondanks het feit dat er iets in het midden was, " zei Mark Del Borgo, een auteur op papier.

"Een cool ding over deze is dat ze volledig afhankelijk zijn van de volgorde, "Zei Del Borgo. "Het maakt niet uit hoe ze zijn samengesteld, ze assembleren volledig op hun eigen."

Het team onderzocht flexibele en starre verbindingsmoleculen voor de vulstof van hun bèta-foldameren, focus op arginylglycylaspartic acid (RGD.) Deze alfa-peptidesequentie die in de extracellulaire matrix wordt aangetroffen, fungeert als een sjabloon voor het correct plaatsen van cellen wanneer ze zich beginnen te verspreiden.

Met behulp van bèta-foldamers met RGD in het midden, het team construeerde een gaas waarop ze een netwerk van neuronen kweekten. Ze ontdekten dat de neuronen impulsen tussen elkaar en gedeelde informatie goed geleiden.

Voor Del Borgo en zijn team, op bèta-peptide gebaseerde structuren kunnen de bioscaffolding bieden voor hersennetwerken die kunnen helpen bij het coördineren van de groei van neuronen nadat een patiënt een beroerte of traumatisch hersenletsel heeft gehad. Volgende, de groep is van plan te onderzoeken hoe bioscaffolds kunnen helpen de neurologische gebreken van muizen met deze aandoeningen te behandelen.