Forskere udvikler termo-responsiv proteinhydrogel

Forestil dig en perfekt biokompatibel, proteinbaseret lægemiddelleveringssystem, der er holdbart nok til at overleve i kroppen i mere end to uger og i stand til at give vedvarende medicinfrigivelse. Et tværfagligt forskerhold ledet af Jin Kim Montclare, en professor i biomolekylær og kemiteknik ved NYU Tandon School of Engineering, har skabt den første protein-konstruerede hydrogel, der opfylder disse kriterier, at fremme et område inden for biokemi, der er afgørende for ikke kun fremtiden for lægemiddellevering, men vævsteknologi og regenerativ medicin.

Hydrogeler er tredimensionelle polymernetværk, der reversibelt går fra opløsning til gel som reaktion på fysiske eller kemiske stimuli, såsom temperatur eller surhedsgrad. Disse polymermatricer kan indkapsle last, såsom små molekyler, eller tilvejebringe strukturelle stilladser til vævstekniske applikationer. Montclare er hovedforfatter til et nyt papir i tidsskriftet Biomacromolecules, som beskriver skabelsen af ​​en hydrogel bestående af et enkelt proteindomæne, der udviser mange af de samme egenskaber som syntetiske hydrogeler. Proteinhydrogeler er mere biokompatible end syntetiske, og kræver ikke potentielt toksiske kemiske tværbindere.

"Dette er den første termo-responsive proteinhydrogel baseret på et enkelt oprullet spoleprotein, der går fra opløsning til gel ved lave temperaturer gennem en proces med selvsamling, uden behov for eksterne agenter, " sagde Montclare. "Det er en spændende udvikling, fordi proteinbaserede hydrogeler er meget mere ønskværdige til brug i biomedicin."

Forskerholdet udførte eksperimenter, der indkapslede et lille model-molekyle i deres proteinhydrogel, opdager, at binding af små molekyler øgede termostabilitet og mekanisk integritet og muliggjorde frigivelse over en tidsramme, der kan sammenlignes med andre vehikler til langvarig frigivelse af lægemiddel. Fremtidigt arbejde vil fokusere på at designe proteinhydrogeler, der er indstillet til at reagere på specifikke temperaturer til forskellige lægemiddelleveringsapplikationer.

Papiret, "Termoresponsiv proteinfremstillet coiled-coil hydrogel til vedvarende frigivelse af små molekyler, " er udgivet af Biomakromolekyler .