Настройка гелеобразующих белковых молекул для расширения их применения в биомедицине

Самособирающиеся белковые молекулы — это универсальные материалы для медицинских применений, так как скорость их гелеобразования можно регулировать, изменяя pH, температуру или ионную силу. Эти биоматериалы, чувствительные к физиологическим условиям, легко адаптировать для задач, где эффективность зависит от кинетики гелеобразования.

Понимание этой кинетики важно для оценки их полезности. Например, быстрогелеобразующие системы полезны для in situ доставки лекарств или генетического материала, а более медленные — для тканевой инженерии, так как лучше поддерживают жизнеспособность и гомогенность клеток.

Исследователи из NYU Tandon под руководством профессора Джин Ким Монтклер использовали пассивную микрореологию, чтобы углубить предыдущие исследования фазового поведения гелеобразующих белковых макромолекул.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Macromolecules (ACS), команда обнаружила, что использование pH, близкого к изоэлектрической точке белка, минимизирует электростатические отталкивания, что позволяет запустить самосборку и гелеобразование. Такого же эффекта можно добиться, увеличивая ионную силу, чтобы экранировать существующие электростатические отталкивания.

«Это важное понимание для разработки гелевых материалов для тканевой инженерии и доставки лекарств, поскольку микроокружение ткани имеет специфические pH и ионную силу», — сказала Монтклер.

Она также отметила, что микрореология позволяет проводить высокопроизводительный скрининг кинетики самосборки и гелеобразования множества образцов параллельно, что ускоряет дизайн биоматериалов по сравнению с последовательным тестированием.