| dc.description | Los biomateriales son compuestos sintéticos diseñados para interactuar con
sistemas biológicos y que, junto a la ingeniería de tejidos, han generado una gran
revolución en el campo biomédico. Enfocados en la medicina regenerativa, se ha
demostrado que algunos péptidos similares al colágeno (CLP) al estar
funcionalizando y protegiendo nanopartículas metálicas, han logrado regenerar
tejido biológico de piel, cornea e incluso tejidos tan complejos como el de corazón.
Más en detalle, se ha propuesto que los CLP permitirían la comunicación del
nanomaterial a la matriz extracelular (EMC), la cual está formada de redes macrobiomoleculares
tridimensionales y proteínas de comunicación extracelular tales
como las Integrinas. Por otro lado, los CLPs han sido destacados por su unión
selectiva a integrinas por medio de motivos conocidos (GFOGER, RGD). Sumado
a esta gran red de elementos que conforman la matriz extracelular, el
polietilenglicol (PEG) es un poliéter muy utilizado en la funcionalización de
nanomateriales y posee características químicas que lo hacen candidato directo
para la creación de hidrogeles basados en nanopartículas poliméricas. Por ende,
el uso de PEG podría otorgar cualidades de señalización celular específica a
nanopartículas, como lo son las terapias contra el cáncer. Sin embargo, poco se
conoce respecto a la organización estructural de esta matriz sintética extracelular,
como tampoco el efecto estabilizador que a nivel macroscópico otorga la
utilización de PEG en conjunto con CLP. En este ámbito, se ha postulado que el
uso de matrices sintéticas y bio-funcionales sería clave para la estabilización de la
ECM. Adicionalmente, el conocer detalles estructurales del autoensamblado de
estas matrices extracelulares permitiría comprender los mecanismos de
ordenamiento, así como también las interacciones moleculares involucradas en la
estabilización, que le confieren propiedades macromoleculares de interés para el
diseño y optimización de este tipo de materiales. En base a lo expuesto, en este proyecto se propone realizar un estudio del orden tridimensional adquirido luego
del proceso de autoensamblado de una matriz peptídica, y con ello orientar al
futuro desarrollo de biomateriales sintéticos con aplicaciones en regeneración de
tejido biológico. Para ello, se utilizará un set de herramientas computacionales
tales como simulación molecular con y sin presencia de solvente, así como
también análisis masivos mediante VMD para poder estudiarlos en tiempos a
nanoescala. // ABSTRACT: Biomaterials are synthetic compounds designed to interact with biological systems,
which, together with tissue engineering, have generated a great revolution in the
biomedical field. Focusing on regenerative medicine, several studies have shown
that collagen-like peptides (CLP), by functionalizing and protecting metallic
nanoparticles, have managed to regenerate biological tissue of the skin, cornea,
and even tissues as complex as the heart. In detail, it has been proposed that
CLPs would allow the communication of the nanomaterial to the extracellular
matrix (ECM), which is made up of three-dimensional macro-biomolecular
networks and extracellular communication proteins such as integrins. On the other
hand, CLPs have been highlighted for their selective binding to integrins through
known motifs like GFOGER and RGD. In addition to this large network of elements
that make up the extracellular matrix, polyethylene glycol (PEG) is a polyether
widely used in the functionalization of nanomaterials. Furthermore, its chemical
characteristics make it a direct candidate for creating hydrogels based on
polymeric nanoparticles. Therefore, PEG could provide specific cell signaling
qualities to nanoparticles, such as cancer therapies. However, there is por
knowledge about the structural organization of this synthetic extracellular matrix
nor the stabilizing effect that the use of PEG in conjunction with CLP provides at a
macroscopic level. In this field, it has been postulated synthetic and bio-functional
matrices would be the key to stabilizing the ECM. Additionally, knowing the
structural details of the self-assembly of this extracellular matrix would allow us to
understand the ordering mechanisms, and the molecular interactions involved in
stabilization, which confer macromolecular properties of interest for the design and
optimization of this type of materials. Based on the above, this project proposes to
study the threedimensional order acquired after the self-assembly process of
peptide matrix and thereby guide the future development of synthetic biomaterials
with applications in biological tissue regeneration. For this, a set of computational tools will be used, such as molecular simulation, with and without the presence of a solvent, along with massive analysis through VMD to study them in nanoscale times. | |
