Liberación de proteínas mediada por la transferencia de energía de resonancia bioluminiscente (BRET) de biomateriales...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Sistemas de administración de fármacos
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• La liberación fototriggerada ofrece control espacial y temporal para aplicaciones terapéuticas.
• La penetración limitada de la luz limita las terapias fotodinámicas actuales a los tejidos superficiales.
• Se necesitan nuevas estrategias para permitir la liberación de fármacos en tejidos profundos o sistémicos desencadenados por la luz.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo método para la liberación de biomoléculas fototriggeradas a partir de hidrogeles utilizando la transferencia de energía de resonancia de bioluminiscencia (BRET).
• Para superar las limitaciones de la profundidad de penetración de la luz en la liberación terapéutica fotodinámica.
• Para permitir la administración localizada del fármaco después de la administración sistémica.

Principales métodos:

• Síntesis de un reticulador de rutenio heterobifuncional (CHO-Ru-N3) para la funcionalización del hidrogel sensible a la luz.
• Conjugación de Nanoluciferasa (NLuc) con hidrogeles basados en polietileno glicol (PEG) a través de la ligación de proteínas mejorada por etiqueta de sortasa (STEPL) y la cicloadición de azido-alquina promovida por tensión (SPAAC).
• Demostración de la liberación de la carga (factor de crecimiento epidérmico, EGF) provocada por la luz directa o la bioluminólisis mediada por BRET.

Principales resultados:

• Se logró una síntesis fácil y de alto rendimiento del enlace cruzado de rutenio fotosensible.
• Se demostró el éxito del intercambio de ligandos inducido por la luz y la funcionalización del hidrogel.
• La liberación rápida y equivalente de EGF se logró utilizando tanto la iluminación directa como la bioluminólisis basada en BRET.
• La luminiscencia de la nanoluciferasa permite una transferencia de energía controlada para la liberación terapéutica.

Conclusiones:

• La bioluminólisis basada en BRET ofrece una alternativa viable a la luz directa para desencadenar la liberación de carga de los hidrogeles.
• Esta estrategia supera efectivamente las limitaciones de profundidad de penetración de las terapias fotodinámicas tradicionales.
• El sistema desarrollado es prometedor para aplicaciones de administración de fármacos localizados, particularmente después de la administración sistémica.