Development of peptide nanomaterials for neural regeneration

Sinir sistemi hücrelerin birbiriyle olan bağlantılarından oluşan yoğun ve kompleks bir ağa sahiptir. Sinir sisteminde farklı fonksiyonlara sahip çeşitli hücrelerin varlığı, hücre sayısının ve hücrelerin yaptığı bağlantıların fazla oluşu bu sistemi oldukça karmaşık kılmaktadır. Bu kompleksiteye ek olarak sinir hücrelerinin çoğalmaması ve patolojik durumlarda oluşan hücreler arası matriksin inhibe edici doğası hasar sonrası rejenerasyon imkanını sınırlamaktadır. Güncel tedavi seçeneklerinin düşük başarı oranı nörodejeneratif hastalıklar ve travmatik hasarlar nedeni ile birçok hastayı ömür boyu bakıma muhtaç bırakmaktadır. Bu nedenle yeni tedavi yaklaşımlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Hücrelerin kaybedilen fonksiyonlarını yerine getirmeye yönlendirmek üzere tasarlanmış nanomalzemerin geliştirilmesi sinir rejenerasyonunda umut verici olabilir. Bu çalışmada sinirsel rejenerasyon amaçlı geliştirilmiş peptit nanofiberler ve bu malzemelerin biyolojik uygulamaları anlatılmıştır. Sinir sisteminde rejenerasyon sağlayabilmek amacıyla sağlıklı doku ve embriyonik dokulardaki hücreler arası matriksi yapı ve biyolojik sinyaller yönünden taklit eden nanofiberler üretilmiştir. Bu nanofiberler laminin proteinine has bir sekans olan 'IKVAV' ve büyüme faktörlerine bağlanma özelliği olan glikozaminoglikan taklidi sülfonatlı bir diziden oluşmaktadır. Biyoaktif peptit nanofiber iskeleler üzerinde sinirsel yönde başkalaştırılan PC-12 hücrelerinin kontrol nanofiberler üzerindeki hücrelere göre daha iyi başkalaştığı görülmüştür. Aksonal büyümeyi inhibe edici kondroitin sülfat proteoglikanların varlığında dahi nörit uzatımı etkin bir şekilde devam etmiştir. Hücreler arası matriks taklidi bu nanofiberlerin siyatik sinir rejenerasyonunda da etkili olduğu görülmüştür. Polimerik sinir tüpünün içine enjekte edilen nanofiberlerle tedavi edilen hayvanlarda aksonal rejenerasyonun daha iyi olduğu histolojik analizler ve elektromiyografi sonuçları ile gösterilmiştir. Birbirini destekleyen in vitro ve in vivo sonuçlar, bu çalışmada kullanılan peptit nanofiberlerin sinir rejenerasyonu için etkili bir malzeme olduğunu göstermektedir. Ayrıca bu nanofiberlerin içine yarı iletken oligotiyofen enkapsüle edilmiş ve bu modifikasyonun hücre canlılığını etkilemediği gözlemlenmiştir. Yeni geliştirilen bu multifonksiyonel peptit nanofiberler daha iyi bir rejenerasyon için sinir hücrelerinin elektriksel uyarımına imkan verecektir. Anahtar sözcükler: peptit nanofiberler, sinir rejenerasyonu, siyatik sinir