La conception de bioéchafaudages offre aux bio-ingénieurs une plus grande flexibilité en matière d'ingénierie tissulaire et de biomédecine. Les systèmes qui utilisent des peptides auto-assemblés peuvent créer une variété de matériaux. Les peptides bêta sont notamment devenus un outil clé dans la construction de biomatériaux plus robustes. Ces molécules synthétiques imitent la structure de petites protéines, mais ils sont protégés contre les processus qui dégradent les peptides naturels. Une nouvelle étude a élargi ce que nous pouvons faire avec ces peptides astucieux.

Pour la première fois, des chercheurs ont montré qu'il est possible de fixer des peptides bêta auto-assemblés sur différentes molécules organiques. Publié dans APL Bio-ingénierie , l'étude montre que les molécules qui posaient auparavant des défis aux bio-ingénieurs peuvent désormais être utilisées pour fabriquer de nouveaux types de biomatériaux. L'équipe a testé différents composés liés aux peptides bêta pour fabriquer une variété de bêta-foldamères, y compris un échafaudage sur lequel les cellules nerveuses pourraient se développer.

Structurellement, les acides aminés sont des groupes d'atomes de carbone limités par un groupe amine d'un côté, un groupe acide de l'autre, et liés à divers résidus qui leur confèrent chacun des propriétés uniques. Dans la nature, la plupart sont connus sous le nom d'acides aminés alpha, ce qui signifie qu'un seul atome de carbone maintient toutes ces parties ensemble. Les acides aminés bêta divisent le travail entre deux atomes de carbone.

Dans les peptides bêta, le carbone supplémentaire rend les molécules plus résistantes contre les enzymes de rupture des peptides dans le corps. Les peptides bêta peuvent également s'auto-assembler. Un bio-ingénieur a simplement besoin de coiffer l'extrémité aminée des peptides bêta, et ils construiront eux-mêmes les molécules collantes.

"Nous avons été assez surpris qu'un tout petit peptide puisse encore s'assembler, malgré le fait qu'il y avait quelque chose au milieu, " a déclaré Mark Del Borgo, un auteur sur le papier.

"Une chose intéressante à propos de ceux-ci est qu'ils sont complètement dépendants de la séquence, " a déclaré Del Borgo. " Peu importe comment ils sont composés, ils s'assemblent entièrement par eux-mêmes.

L'équipe a étudié des molécules de liaison flexibles et rigides pour la charge de leurs bêta-foldamères, en se concentrant sur l'acide arginylglycylaspartique (RGD.) Cette séquence peptidique alpha trouvée dans la matrice extracellulaire agit comme un modèle pour placer correctement les cellules lorsqu'elles commencent à se propager.

En utilisant des bêta-foldamers avec RGD au centre, l'équipe a construit un maillage sur lequel ils ont cultivé un réseau de neurones. Ils ont découvert que les neurones conduisent correctement les impulsions entre eux et partagent les informations.

Pour Del Borgo et son équipe, Les structures à base de peptide bêta pourraient fournir le bioscaffolding pour les maillages cérébraux qui peuvent aider à coordonner la croissance des neurones après qu'un patient a subi un accident vasculaire cérébral ou une lésion cérébrale traumatique. Ensuite, le groupe prévoit d'étudier comment les bioscaffolds peuvent aider à traiter les déficits neurologiques des souris atteintes de ces conditions.