Utilizando el cribado de alto rendimiento para identificar péptidos de enlace cruzado que controlan la degradación de la matriz mediada por células | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

Ciencia de los biomateriales
Biología celular
Ingeniería de la proteasa

Sus antecedentes:

Las células remodelan la matriz extracelular (ECM) utilizando proteasas para la migración.
Los enlaces cruzados de péptidos degradables por proteasa en hidrogeles imitan la remodelación de ECM, pero a menudo causan degradación masiva.
Los enlaces cruzados existentes como el PanMMP conducen a una degradación significativa del hidrogel, alterando las propiedades mecánicas.

Objetivo del estudio:

Identificar y optimizar péptidos específicamente escindidos por proteasas de tipo membrana para aplicaciones mejoradas de hidrogel.
Desarrollar un método para descubrir nuevos péptidos degradables por proteasa que minimicen la degradación del hidrogel a granel.
Mejorar la migración celular y la viabilidad en matrices diseñadas.

Principales métodos:

Identificación proteómica acoplada de péptidos candidatos con ensayos funcionales basados en la espectrometría de masas.
Desarrolló un enfoque de síntesis split-and-pool para generar y examinar más de 300 variantes de péptidos.
Se utilizaron ensayos de propagación y viabilidad celular con células endoteliales y madre.
Comparación de la degradación y las propiedades mecánicas de los hidrogeles enlazados con KLVADLMASAE con los hidrogeles PanMMP.

Principales resultados:

Identificó y optimizó el péptido KLVADLMASAE para la escisión selectiva por proteasas de tipo membrana.
Los hidrogeles de KLVADLMASAE mostraron una degradación reducida por las proteasas solubles en comparación con los hidrogeles de PanMMP.
Las células cultivadas en hidrogeles de KLVADLMASAE mostraron una propagación y viabilidad comparables a las de los hidrogeles de PanMMP.
Los hidrogeles de KLVADLMASAE mantuvieron la rigidez y mostraron una menor degradación macroscópica durante 14 días.

Conclusiones:

El enfoque de alto rendimiento desarrollado identificó y optimizó con éxito un nuevo péptido para la degradación controlada de ECM en hidrogeles.
KLVADLMASAE representa una alternativa prometedora a los enlaces cruzados existentes, ofreciendo una mayor estabilidad de la matriz y compatibilidad de las células.
Esta estrategia permite el diseño de biomateriales con perfiles de degradación ajustables para ensayos avanzados de ingeniería tisular y basados en células.