Naukowcy w polskim laboratorium stworzyli nowe białka rekombinowane o niezwykłych adekwatnościach. Sylkistyna i rezylastyna mogą posłużyć do regeneracji skóry, a także być składnikiem nowoczesnych opatrunków na rany.
Nowe białka stworzył zespół naukowców pod kierownictwem prof. dr. hab. n. med. Michała Wszoły, który znany jest m.in. z prac nad bioniczną trzustką. Pierwsze z białek, sylkistyna, nawiązuje do jedwabiu (ang. silk), a drugie, rezylina, białka owadów. Obu nadano cechy ludzkiej elastyny. Jak wyjaśnił prof. Michał Wszoła, białka można zaprojektować tak, by miało pożądane cechy. „To trochę jak budowanie z klocków genetycznych” – wskazał ekspert i zaznaczył, iż dzięki inżynierii genetycznej jego zespół łączy fragmenty genów różnych organizmów i tworzy zupełnie nowe, hybrydowe białka. Powstają więc swego rodzaju „chimery”, których nie wyprodukowała natura. Mogą być one jednak niezwykle cenne w medycynie i kosmetologii.
Białko o niezwykłej sprężystości
Naukowcy zainspirowali się m.in. rezyliną, białkiem, które odkryto w skrzydłach konika polnego, gdzie odpowiada za niezwykłą sprężystość. To właśnie dzięki rezylinie pchły mogą skakać na wysokość choćby 100-krotności długości własnego ciała, a komary trzepotać skrzydłami choćby 600 razy na sekundę. Jak wyjaśnia prof. Wszoła, rezylina jest białkiem przypominającym gumę.
Naukowcy postanowili wykorzystać zdolności tego białka. Rezalystyna łączy w sobie fragmenty genetyczne rezyliny i ludzkiej elastyny (białka nadającego ludzkim tkankom elastyczność, np. skórze lub naczyniom krwionośnym).
By wyprodukować takie hybrydowe białko naukowcy skonstruowali odpowiedni gen i wprowadzili go do hodowlanych w laboratorium bakterii, niczym miniaturowych fabryk produkujących rezylastynę. Takie podejście jest klasyczną inżynierią genetyczną, co oznacza, iż bakterie otrzymują „przepis” na nowe białko w postaci DNA i zaczynają wytwarzać coś, czego nie spotkamy w naturze.
Wytrzymałość z elastycznością
Podobnie powstała sylkistyna, jednak tym razem naukowcy zainspirowali się wytrzymałością jedwabiu i ponownie sprężystością elastyny.
– Chodziło o to, by połączyć cechy jedwabiu i elastyny – wytrzymałość z elastycznością – w jednej cząsteczce – wskazuje prof. Wszoła.
Naukowcy wybrali fragmenty genów z jedwabnika, który wytwarza fibroinę jedwabiu, oraz z ludzkich komórek – elastynę. Ponadto do sekwencji białka sylkistyny dodano również specjalne motywy peptydowe – np. sekwencję RGD, która ułatwia komórkom przyczepianie się do białka, oraz fragment wrażliwy na enzymy. Dzięki temu komórki sylkistyny mogą współpracować z białkiem – przyczepiać się do niego i stopniowo przebudowywać jego strukturę.
Biokompatybilność i biofunkcjonalność
Chociaż oba białka są tworami inżynierii genetycznej, to zaprojektowano je tak, by zachowywały się przyjaźnie wobec żywych komórek. Są więc zarówno biokompatybilne, jak i biofunkcjonalne. Mogą więc idealnie sprawdzić się w inżynierii tkankowej.
Prof. Wszoła podkreślił, iż impulsem do stworzenia białek była potrzeba ulepszenia druku 3D. Naukowcy pod kierownictwem specjalisty od lat rozwijają bioniczną trzustkę, wydrukowany organ, który w przyszłości ma ratować osoby chore na cukrzycę.
Z obserwacji zespołu wynika, iż dodatek tych białek tworzy w wydrukowanych strukturach korzystne mikrośrodowisko dla komórek, wspierając ich przyleganie, przeżywalność i proliferację oraz zewnętrzny transport substancji odżywczych.
Potencjalny składnik nowoczesnych opatrunków
Białka, jak podkreślił prof. Wszoła, to materiały wielofunkcyjne, a więc mogą znaleźć zastosowanie poza biodrukiem. Mogą także sprawdzić się w medycynie regeneracyjnej, jako rusztowania dla rosnących tkanek (np. przy naprawie uszkodzonych mięśni, ścięgien czy skóry) leczeniu ran, jako składnik nowoczesnych opatrunków, które mogłyby nie tylko chronić ranę , ale także aktywnie stymulować odrost tkanek.
– Wyobraźmy sobie opatrunek nasączony naszym białkiem – on tworzy idealne środowisko dla gojenia: przyspiesza regenerację skóry, zmniejsza bliznowacenie – opisuje ekspert.
Białka mogłyby również znaleźć zastosowanie w kosmetologii, jako wypełniacze i stymulatory.
Badacz podkreślił, iż z wiekiem nasza skóra traci elastynę, przez co wiotczeje i pojawiają się zmarszczki. Podanie białka do skóry, np. poprzez wstrzyknięcie, mogłoby pomóc odtworzyć utraconą sprężystość. Naukowcy uważają, iż w niedalekiej przyszłości w gabinetach medycyny estetycznej białka mogłyby zastąpić popularny kwas hialuronowy czy elastynę.
Źródło: zdrowie.pap.pl
