Una matriz extracelular artificial
Las proteínas, moléculas que intervienen en la mayoría de funciones celulares y orgánicas, están formadas por largas cadenas peptídicas que a su vez proceden de la unión de secuencias de aminoácidos. Dada su importancia en el seno del organismo, han sido objeto de estudios destinados a revelar su estructura 3D, su formación y su función, así como el papel que desempeñan en la salud y la enfermedad. Sin embargo, el papel del complejo medio tanto intra como extracelular en el proceso de autoensamblaje ha sido poco investigado y su estudio será de gran utilidad en el diseño de tratamientos moleculares inyectables cuya finalidad es el autoensamblaje de péptidos funcionales y nanoestructuras fibrilares en el interior del organismo para la formación de matrices terapéuticas. El objetivo es inyectar moléculas que presentan las características biológicas, tanto estructurales como funcionales, de la matriz extracelular. Actuarán como matriz provisional para la regeneración de tejidos y, posteriormente, se biodegradarán y se eliminarán o reincorporarán en el tejido nuevo una vez iniciado el proceso. Este tipo de tratamiento, producto de la ciencia ficción, requiere un excelente control de los procesos de autoselección y ensamblaje. Además, requiere experiencia y conocimientos sobre el papel de las secuencias de aminoácidos de péptidos en la regulación de las interacciones moleculares. Por ello este tema fue objeto de estudio en el proyecto «Mimicry of biology supramolecular logics towards self-assembly of artificial components for life» (SELFBIOLOGICS), financiado con fondos europeos. Los lípidos de las membranas celulares migran a través de las biomembranas. Por consiguiente, los péptidos podrían cambiar de posición, hidrosolubilizarse y migrar de una nanoestructura a otra donde se ensamblarían de nuevo. Se estudiaron las dinámicas de cambio rápido en los sistemas de autoensamblaje de péptidos empleando técnicas de fluorescencia a fin de determinar el papel de las secuencias de aminoácidos en la tasa de intercambio. A continuación, se usó una técnica de microscopía óptica de alta resolución (microscopía de reconstrucción óptica estocástica) para estudiar la distribución molecular de las fibras individuales durante el proceso de intercambio. La biomedicina evoluciona rápidamente con la aparición de tratamientos de elevada precisión con moléculas específicas dirigidos a tejidos o sistemas celulares de interés. Se espera que las nuevas técnicas mínimamente invasivas como la inyección localizada de moléculas para la formación de matrices extracelulares artificiales de autoensamblaje y la regeneración tisular presenten un gran impacto socioeconómico. Los datos obtenidos en SELFBIOLOGICS han aportado información sobre la mecanística y la dinámica de los procesos de autoemsablaje de péptidos, abriendo así nuevas vías para futuros tratamientos.
Palabras clave
Matriz extracelular, péptido, autoensamblaje, regeneración de tejidos, componentes artificiales
