CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE UN HIDROGEL PEPTÍDICO AUTOENSAMBLABLE PARA EL CULTIVO TRIDIMENSIONAL DE CÉLULAS MAMÍFERAS

Student thesis: Bachelor Thesis

Abstract

Los tratamientos y estrategias de prevención para varias enfermedades crónico- degenerativas como la diabetes, el cáncer, entre otras, aún enfrentan limitaciones relacionadas con su efectividad. Debido a esto es importante encontrar alternativas para enfrentar dichas enfermedades. Una de las estrategias más prometedoras para mejorar o desarrollar nuevos tratamientos, es la utilización de biomateriales como los hidrogeles peptídicos autoensamblables (del inglés SAPHs).
Los SAPHs se forman a partir de cadenas peptídicas que se autoensamblan en redes nanofibrilares semejantes a las que conforman la matriz extracelular (del inglés ECM), por lo que su uso incluye servir como matrices para estudios biológicos “in vitro” entre los que destacan el cultivo celular tridimensional (3D), la liberación controlada de fármacos y la medicina regenerativa. En este trabajo se investigaron las propiedades fisicoquímicas de un nanopéptido formado por los aminoácidos fenilalanina (F), ácido glutámico (E) y lisina (K) llamado FEFEFKFKK (F9) y del mismo nanopeptido funcionalizado con el motivo tirosina (Y), isoleucina (I), glicina (G), serina (S) y arginina (R), el cual pertenece a la laminina. A este hidrogel funcionalizado lo llamamos F9-YIGSR para su potencial uso para el cultivo celular 3D de células mamíferas. La gelación de F9 y F9-YIGSR a 20 mg/ml de concentración, ocurrió a un pH entre 4.6 y 5.4, y de 4.0 a 5.3, respectivamente. Dicha gelación se determinó por la adición progresiva de sales y por el método de tubo invertido. Por espectrometría de infrarrojo con reflexión total atenuada (del inglés FTIR) se demostró la presencia de un pico definido a 1624 cm-1 para ambos hidrogeles.
Por microscopía electrónica de transmisión (del inglés TEM) se demostró que el hidrogel F9 está formado por estructuras nanofibrilares ramificadas. Por reología oscilatoria se demostró que para el hidrogel F9, el módulo prima o de almacenamiento (G’) fue mayor (ca. 380 Pa) al módulo doble prima o de liberación
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(G’’ ca. 60 Pa) y para F9-YIGSR el módulo G’ también fue mayor (ca. 215 Pa) al módulo G’’ (40 Pa). La deformación dependiente de tiempo demostró la recuperación viscoelástica de ambos geles al aplicarse una alta deformación por 1 minuto. Para F9, el G’ inicial fue de ca. 170 Pa, el cual cayó a ca. 10 Pa, al ceder la fuerza el G’ fue de ca. 150 Pa. De manera similar, para el G’ inicial fue de ca. 210 Pa, cayó a ca. 3 Pa y luego alcanzó un G’ de ca. 200 Pa. La caracterización mecánica de ambos hidrogeles bajo condiciones de cultivo celular demostró una caída progresiva de la fuerza tensora para ambos geles, para el hidrogel F9 G’ de 4,000 Pa y 4,500 Pa a los días 1 y 7 respectivamente, la cual disminuyó de 2,500 a 2,900 a los días 14 y 21. El hidrogel F9-YIGSR registró un G’ 2800 Pa y 3500 Pa (días 1 y 7), el cual también disminuyo a G’ 2000 Pa y G’2009 Pa los días 14 y 21 respectivamente.
Los resultados de este trabajo demuestran que los hidrogeles F9 y F9-YIGSR, son estables y pueden soportar el cultivo celular 3D por un periodo de tiempo prolongado, por lo que potencialmente puedan servir para el cultivo 3D de células mamíferas “in vitro” y su subsecuente aplicación en la medicina regenerativa para enfrentar enfermedades crónico-degenerativas.
Date of Award26 Nov 2021
Original languageSpanish (Mexico)
Awarding Institution
  • UNISON
SponsorsConsejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONACyT
SupervisorJesus Adriana Soto-Guzman1. (Advisor), LUISA LORENA SILVA GUTIÉRREZ (Advisor), Luis Fernando López-Soto (Advisor) & José Manuel Galván Moroyoqui (Advisor)

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