Peptide nanofibers for engineering tissues and immune system

Biyoloji ve malzeme biliminin disiplinlerarası çalışması kompleks hastalıklara çare bulunması için önemlidir. Malzeme biliminin geldiği nokta bize malzemeleri nanoölçekte kontrol etmemizi ve onları spesifik tıbbi amaçlara yönelik tasarlamamızı mümkün kılıyor. Bu biofiziksel ve biyokimyasal sinyalleri malzemelere onları biyolojik olarak fonksiyonel yapmak için ekleyebilmemizi içeriyor. Bu sinyaller normal veya hastalık durumunda hücreler tarafından algılanarak onların karar verme süreçlerini etkiliyor ve sonunda hücre davranışında değişikliğe yol açıyorlar. Ancak hücre ortamı bu sinyaller açısından o kadar karmaşıktır ki sentetik malzemelerle bunları taklit etmemiz – kaynaklarımızın sınırlılığını göze alınca – ulaşılabilir değildir. Bu yüzden yapısal olarak sade fakat aynı zamanda biyolojik olarak kritik ve hücre davranışını arzu edilen yöne doğru çekecek sinyalleri ayırt etmemiz gerekiyor. Bu tezde doku mühendisliği ve bağışıklık uygulamaları için peptit nanofiber sistemler açıklanmıştır. İlk sistem hücrelerarası matrisde büyüme faktörlerine bağlanan ve onların fonksiyonlarını düzenleyen, bu yüzden fizyolojik süreçlerin çalıştırılması için merkezi olan polimerden – heparan sülfattan (HS) esinlenilmiştir. HS'tan doğru kimyasal fonksiyonel grupları taşıyan peptit nanofiberler büyüme faktörlerine karşı spesifik etkileşim göstermiş ve HS içeren doğal matrisler gibi endotel hücreleri damar oluştumaya yönlendirmiştir. Bu özellikleri göz önünde bulundurduğumuzda bu peptit nanofiberler dokuların efektif rejenerasyonu için faydalı olabilir. İkinci olarak bir enfeksiyon sinyali olan patojenik DNA'dan motifler taşıyan peptit nanofiberler sistemler geliştirilmiştir. Kendi başına immünojenik olmamasına rağmen, bu nanofiberler patojenik DNA'ya karşı immün tepkiyi hücreiçi patojenler ve kansere karşı savaşmasına yararlı olabilecek bir kontekste yönlendirmiştir. Bütünlükte, bu tez yapısal olarak sade fakat uygun biyofiziksel ve biyokimyasal sinyallerin arzuedilen biyolojik süreçleri çalıştırabilmemiz için sinerji oluşturabileceğini gösteriyor. Anahtar kelimeler: peptit amfifil, nanofiber, biyomalzeme, doku mühendisliği, ilaç taşıma, immünomodülasyon.