La progettazione di bioscaffold offre ai bioingegneri una maggiore flessibilità quando si tratta di ingegneria dei tessuti e biomedicina. I sistemi che utilizzano peptidi autoassemblanti possono creare una varietà di materiali. I peptidi beta sono diventati in particolare uno strumento chiave nella costruzione di biomateriali più robusti. Queste molecole sintetiche imitano la struttura di piccole proteine, ma sono protetti contro i processi che degradano i peptidi naturali. Un nuovo studio ha ampliato ciò che possiamo fare con questi peptidi furbi.

Per la prima volta, i ricercatori hanno dimostrato che è possibile attaccare peptidi beta autoassemblanti su diverse molecole organiche. Pubblicato in APL Bioingegneria , lo studio mostra che le molecole che in precedenza hanno posto sfide ai bioingegneri possono ora essere utilizzate per creare nuovi tipi di biomateriali. Il team ha testato diversi composti legati ai peptidi beta per produrre una varietà di beta-foldamers, compreso un'impalcatura su cui potrebbero crescere le cellule nervose.

Strutturalmente, gli amminoacidi sono gruppi di atomi di carbonio chiusi da un gruppo amminico su un lato, un gruppo acido dall'altro, e legati a vari residui che conferiscono a ciascuno proprietà uniche. In natura, la maggior parte sono conosciuti come alfa aminoacidi, il che significa che solo un atomo di carbonio tiene insieme tutte queste parti. I beta amminoacidi dividono il lavoro tra due atomi di carbonio.

Nei peptidi beta, il carbonio in più rende le molecole più resistenti agli enzimi che rompono i peptidi nel corpo. I peptidi beta possono anche autoassemblarsi. Un bioingegnere deve semplicemente tappare l'estremità amminica dei peptidi beta, e costruiranno da soli le molecole appiccicose.

"Siamo rimasti piuttosto sorpresi dal fatto che un peptide molto piccolo fosse ancora in grado di assemblarsi, nonostante il fatto che ci fosse qualcosa nel mezzo, " disse Marco Del Borgo, un autore sulla carta.

"Una cosa interessante di questi è che sono completamente dipendenti dalla sequenza, — disse Del Borgo. — Non importa come sono fatti, si assemblano completamente da soli."

Il team ha studiato molecole di collegamento flessibili e rigide per il riempitivo dei loro beta-foldamers, concentrandosi sull'acido arginylglycylaspartic (RGD.) Questa sequenza alfa peptidica trovata nella matrice extracellulare funge da modello per posizionare correttamente le cellule quando iniziano a diffondersi.

Utilizzando beta-foldamers con RGD al centro, il team ha costruito una rete sulla quale hanno coltivato una rete di neuroni. Hanno scoperto che i neuroni conducono correttamente gli impulsi tra loro e le informazioni condivise.

Per Del Borgo e la sua squadra, le strutture basate sul peptide beta potrebbero fornire l'impalcatura biologica per le maglie cerebrali che possono aiutare a coordinare la crescita dei neuroni dopo che un paziente ha subito un ictus o una lesione cerebrale traumatica. Prossimo, il gruppo prevede di studiare come i bioscaffold possono aiutare a trattare i deficit neurologici dei topi con queste condizioni.