Stel je een perfect biocompatibele, op eiwit gebaseerd medicijnafgiftesysteem dat duurzaam genoeg is om meer dan twee weken in het lichaam te overleven en in staat is om langdurige medicatieafgifte te geven. Een interdisciplinair onderzoeksteam onder leiding van Jin Kim Montclare, een professor in biomoleculaire en chemische technologie aan de NYU Tandon School of Engineering, heeft de eerste eiwit-engineered hydrogel gemaakt die aan die criteria voldoet, het bevorderen van een gebied van biochemie dat van cruciaal belang is, niet alleen voor de toekomst van medicijnafgifte, maar tissue engineering en regeneratieve geneeskunde.

Hydrogels zijn driedimensionale polymeernetwerken die omkeerbaar overgaan van oplossing naar gel als reactie op fysieke of chemische stimuli, zoals temperatuur of zuurgraad. Deze polymeermatrices kunnen lading inkapselen, zoals kleine moleculen, of bieden structurele steigers voor tissue engineering toepassingen. Montclare is hoofdauteur van een nieuw artikel in het tijdschrift Biomacromolecules, waarin de creatie van een hydrogel wordt beschreven die bestaat uit een enkel eiwitdomein dat veel van dezelfde eigenschappen vertoont als synthetische hydrogels. Eiwithydrogels zijn meer biocompatibel dan synthetische, en vereisen geen potentieel giftige chemische crosslinkers.

"Dit is de eerste thermo-responsieve eiwithydrogel op basis van een single coiled-coil-eiwit dat bij lage temperaturen overgaat van oplossing naar gel door een proces van zelfassemblage, zonder de noodzaak van externe agenten, "zei Montclare. "Het is een opwindende ontwikkeling omdat op eiwit gebaseerde hydrogels veel wenselijker zijn voor gebruik in de biogeneeskunde."

Het onderzoeksteam voerde experimenten uit door een klein modelmolecuul in te kapselen in hun eiwithydrogel, ontdekken dat binding van kleine moleculen de thermostabiliteit en mechanische integriteit verhoogde en afgifte mogelijk maakte over een tijdsbestek dat vergelijkbaar is met andere vehikels voor geneesmiddelafgifte met aanhoudende afgifte. Toekomstig werk zal zich richten op het ontwerpen van eiwithydrogels die zijn afgestemd om te reageren op specifieke temperaturen voor verschillende toepassingen voor medicijnafgifte.

De krant, "Thermoresponsieve eiwit-ontwikkelde spiraalvormige hydrogel voor aanhoudende afgifte van kleine moleculen, " is uitgegeven door Biomacromoleculen .