Self-assembling peptides and their applications in tissue engineering

Abstract

Τα πρωτεϊνικά ικριώματα τα οποία σχηματίζονται από αυτοοργανωμένα πεπτίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτικά των πρωτεϊνών της εξωκυττάριας μήτρας (ECM) και θα μπορούσαν να βρουν εφαρμογή στην αναγεννητική ιατρική. Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας διατριβής ένα πεπτίδιο που περιέχει την αμυλοειδή αλληλουχία NSGAITIG η οποία έχει ανακτηθεί από το μίσχο της πρωτεΐνης, ίνας του αδενοϊού ανασχεδιάστηκε για την κατασκευή τρισδιάστατων (3D) ικριωμάτων ανθρώπινου ιστού και μοντέλων κυτταρικής καλλιέργειας in vitro. Εν συνεχεία αυτή η ακολουθία μελετήθηκε έτσι ώστε να διαμορφωθεί ένα εντεκαπεπτίδιο το οποίο περιέχει το μοτίβο RGD στο αμινοτελικό άκρο και ένα κομβικό αμινοξύ όπως η κυστεΐνη στο καρβοξυτελικό άκρο, έτσι ώστε να σχηματιστεί η αλληλουχία RGDSGAITIGC ως τελικό προϊόν. Το αμυλοειδές αυτό πεπτίδιο μπορεί να παίξει έναν πολλά υποσχόμενο διλειτουργικό ρόλο ως βιολογικό ικρίωμα καθώς επάγει την κυτταρική προσκόλληση και λόγω του αμινοξέα της κυστεΐνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενδιάμεσος προσδέτης βιομορίων. Εναλλακτικά, στο δεύτερο κεφάλαιο, φωτοευαίσθητα κατάλοιπα όπως η τυροσίνη ή η τρυπτοφάνη σχεδιάστηκαν για να εισαχθούν στο καρβοξυτελικό άκρο ώστε να δώσουν τις αλληλουχίες RGDSGAITIGY και RGDSGAITIGW. Αυτά τα κατάλοιπα μπορούν να πυροδοτήσουν ένα φαινόμενο πολυφωτονικού πολυμερισμού (MPP/MPA) μέσω της χρήσης της τεχνικής της Direct Laser Writing (DLW) με απώτερο στόχο την εφαρμογή σε υψηλά ανταποκρινόμενες βιολογικές θεραπείες, όπως η αναγέννηση του μυοκαρδίου. Εν συνεχεία, στο τρίτο κεφάλαιο, τα πεπτιδικά παράγωγα τα οποία χαρακτηρίστηκαν προηγουμένως, μελετήθηκαν ως υποστρώματα στη θεραπεία βλαστοκυττάρων. Επιπλέον τροποποιημένα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα μελετήθηκαν για κυτταρική προσκόλληση και πολλαπλασιασμό. Επιπροσθέτως, η μελέτη των ρεολογικών ιδιοτήτων όλων των υποστρωμάτων και η περαιτέρω αξιολόγηση της λειτουργικής έγχυσης μελετήθηκε με σκοπό την προοπτική θεραπευτικής χρησιμοποίησής τους in situ.