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Mucin binding to bioactive molecules: physiological role and new biomaterials

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Nuevos biomateriales a base de mucina

Las mucinas brindan propiedades protectoras al epitelio de revestimiento, como la resistencia a las infecciones virales y bacterianas. Actualmente se estudia la posibilidad de aprovechar las propiedades singulares de esta proteína para crear nuevos biomateriales a base de mucina.

Salud

Las mucinas son proteínas glicosiladas de alto peso molecular producidas por los tejidos epiteliales. Presentan una gran capacidad de formación de geles que desempeñan diferentes funciones, como la lubricación, e incluso constituyen barreras químicas. No se conocen lo suficiente las interacciones de los nutrientes, anticuerpos, virus y bacterias que se introducen en el organismo por difusión a través de los geles de mucina. Se ha puesto en marcha el proyecto «Mucin binding to bioactive molecules: Physiological role and new biomaterials» (BIOMUC) para investigar si los geles de mucina pueden servir como fuente de moléculas bioactivas. En caso de confirmarse la interacción de la mucina con las moléculas bioactivas, será posible desarrollar nuevos biomateriales a base de mucina para la administración de fármacos y la ingeniería de tejidos. El proyecto en curso ya ha alcanzado importantes resultados y se completará en el año 2015. Los revestimientos de mucina presentan muy buenas propiedades de antiadhesión celular. Se utilizaron revestimientos de mucina configurados para crear características histológicas de las células que sean estables durante días, alcanzándose así una propiedad importante para la ingeniería de tejidos. Los científicos desglicosilaron la unidad proteica y así demostraron que los polisacáridos son necesarios para la repulsión celular de las mucinas. Se formaron y caracterizaron películas de múltiples capas de mucina/lectina. Las películas son resistentes a altas concentraciones de sal y a variaciones de pH. Es posible disolverlas con glúcidos solubles que así compiten con la lectina en su interacción con polisacáridos asociados a la mucina. Estas películas sirven como capa «de sacrificio» para la secreción de pequeños parches de polímeros desde la superficie (de utilidad para las tecnologías de partículas celulares portadoras de medicamentos). Por último, se desarrollaron y caracterizaron hidrogeles de mucina tridimensionales. BIOMUC creó estructuras nanoporosas y estudió su capacidad de liberación prolongada de fármacos hidrofóbicos e hidrofílicos. El antibiótico polimixina hidrofílico de carga positiva interactuó con el hidrogel de mucina y se liberó lentamente durante una semana. El fármaco paclitaxel antineoplásico sin carga e hidrofóbico se unió fuertemente al hidrogel de mucina y su liberación fue incluso más lenta. Por el contrario, las moléculas que no interactúan (el dextrano y el ácido poliglutámico) se liberaron rápidamente del gel. Los resultados de BIOMUC demuestran que los hidrogeles de mucina pueden servir para la administración de fármacos. Por su estabilidad y propiedades repulsivas para con algunas células y partículas, es posible que las mucinas tengan aplicación en la ingeniería de tejidos.

Palabras clave

Mucina, biomateriales, epitelial, geles de mucina, moléculas bioactivas

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