Coacervados complejos basados en péptidos estabilizados por interacciones de catión-π para la ingeniería celular

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Biología molecular
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• La coacervación compleja implica la separación de la fase líquido-líquido de las macromoléculas de carga opuesta.
• Los coacervados basados en péptidos están surgiendo como vehículos intracelulares eficaces para las grandes biomoléculas.
• La comprensión del montaje/desmontaje de los coacervados es crucial para optimizar la entrega de carga y la cinética de liberación.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y caracterizar péptidos ricos en histidina para la formación de coacervados complejos sintonizables.
• Investigar el papel de los residuos de aminoácidos específicos y las interacciones intermoleculares en la estabilidad de los coacervados.
• Evaluar el potencial de estos peptídeos coacervados para la entrega intracelular de varias macromoléculas.

Principales métodos:

• Incorporación sistemática de residuos catiónicos, aniónicos y aromáticos en las secuencias de péptidos.
• Modulación de las interacciones intermoleculares, incluidas las interacciones catión-π, para controlar la coacervación.
• Injerto de cadenas laterales autoinmolables basadas en disulfuro para mejorar la estabilidad y controlar la liberación.
• Pruebas in vitro e in cellulo para el suministro de proteínas, ARNm y sistemas CRISPR/Cas9.

Principales resultados:

• Las interacciones catiónico-π entre la arginina y los residuos aromáticos estabilizan significativamente los coacervados péptidos.
• El desmontaje de los coacervados y la liberación de carga se desencadenan en entornos intracelulares ricos en proteínas.
• Los coacervados injertados demuestran una mayor estabilidad y una entrega eficiente de diversas cargas, incluidos el ARNm y CRISPR/Cas9.
• Se logró un parto exitoso en tipos celulares difíciles, como los macrófagos.

Conclusiones:

• Los coacervados basados en péptidos ofrecen una plataforma versátil para la administración intracelular.
• Las interacciones catión-π son clave para diseñar coacervados estables y sensibles.
• Este enfoque expande el potencial de los coacervados peptídicos en biomedicina y biotecnología, particularmente para aplicaciones de edición de genes.