Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón y la Universidad de Salud y Ciencia de Oregón han creado nuevos nanomateriales capaces de atravesar las membranas celulares, estableciendo una plataforma novedosa para la entrega intracelular de fármacos moleculares y otras cargas.

Los investigadores exploraron cómo ajustar el tamaño, forma y morfología de los materiales conocidos como nanomateriales de péptidos autoensamblantes que penetran en las células, o CSPN.

Utilizaron la ligadura secuencial de bloques de construcción de péptidos para crear CSPN que formaban formas distintas que se asemejaban a una broca, y estos "nanodrills" mostraron una gran capacidad para encapsular moléculas huésped para terapia o formación de imágenes.

Los hallazgos se publicaron en el Diario de liberación controlada , y se ha presentado una solicitud de patente provisional en la Oficina de Patentes y Marcas de EE. UU.

"Los CSPN representan una nueva plataforma modular de administración de fármacos que se puede programar en estructuras exquisitas a través del ajuste fino de secuencia de aminoácidos, "dijo el autor correspondiente Gaurav Sahay, profesor asistente de ciencias farmacéuticas en la Facultad de Farmacia de OSU / OHSU. "El ajuste fino de los aminoácidos impartió propiedades versátiles como flexibilidad, autoensamblaje, mayor carga de fármaco, biodegradabilidad y biocompatibilidad para la administración intracelular eficaz de CSPN ".

El equipo y colaboradores del laboratorio de Sahay, incluidos investigadores de la Facultad de Medicina de OHSU y la Universidad de California en San Diego, generó cinco CSPN diferentes, conjugar péptidos Tat a un enlazador (RADA) 2 y añadir diferentes números de residuos de fenilalanina.

"Elegimos (RADA) 2 porque contiene aminoácidos alternos que repelen el agua y se mezclan con el agua; eso impartía la propiedad de autoensamblaje, "dijo el primer autor Ashwani Narayana, becario postdoctoral en la Facultad de Farmacia. "Demostramos la transición de la estructura secundaria en estos CSPN, que a su vez desempeñó un papel vital en el potencial de autoensamblaje y administración de fármacos. La eficacia in vivo de estos nanodrills ampliará las fronteras más allá de la administración intracelular ".

CSPN con dos, tres o cuatro residuos de fenilalanina autoensamblados en nanotaladros que muestran una morfología sin torsión o con torsión fina, respectivamente.

"Estos nanodrills tenían una gran capacidad para encapsular moléculas huéspedes hidrófobas, "Dijo Narayana." Los nanodrills de torsión gruesa en particular demostraron una mayor internalización y pudieron localizar rapamicina en el hígado en un modelo de ratón ".

La rapamicina es un metabolito antifúngico de la bacteria Streptomyces hygroscopicus y entre sus muchas propiedades se encuentra la capacidad de inducir la autofagia:la regulada, Degradación ordenada y reciclaje de componentes celulares.

"Los defectos en la autofagia conducen a la acumulación de materiales tóxicos en diversas enfermedades que van desde enfermedades infecciosas hasta trastornos neurodegenerativos, ", Dijo Sahay." Estos CSPN modulares podrían ser una nueva plataforma para entregar moléculas a través de barreras biológicas que se cree que son impenetrables. Y los cambios mínimos pueden dirigir el autoensamblaje en innumerables nanoestructuras definidas, haciéndolos huéspedes ideales para una variedad de moléculas diferentes ".