Estudio de transiciones líquido‐líquido en disoluciones acuosas de polipéptidos sensibles a estímulos

Abstract

Los nuevos biomateriales, como los polímeros recombinantes de tipo elastina, prometen multitud de aplicaciones médicas, desde el transporte de fármacos a la regeneración de tejidos dañados. Si bien la separación en dos fases líquidas de la elastina es un proceso conocido, poco se sabe sobre su efecto en la migración celular. Se ha teorizado que los agregados poliméricos podrían arrastrar a las células presentes en el medio, al producirse la coacervación y separación en dos fases líquidas. Para estudiar la viabilidad de este proceso, se ha propuesto realizar un estudio con un polímero recombinante de tipo elastina, el HRGD6, caracterizado por la secuencia de adhesión celular RGD. En este trabajo se ha caracterizado físicamente dicho polímero, analizado su similitud con la elastina mediante espectroscopía infrarroja. Se ha determinado, por medio de mediciones de calorimetría diferencial de barrido, que se produce la coacervación de este polímero a temperatura fisiológica, y se ha seguido este proceso mediante medidas de turbidimetría y dispersión dinámica de la luz, así como de forma visual. Se ha observado que el autoensamblado proteico origina gotas del orden de 1,2μm, que, al coalescer entre sí, forman una separación de fases líquido-líquido pasada media hora. Además de la caracterización del polímero y de su proceso de coacervación, se le ha realizado una modificación química, añadiendo el fluoróforo Cy5, y se ha hecho una caracterización preliminar de la modificación. Esto permitirá realizar futuros estudios sobre el proceso de coacervación en presencia de células, ayudando a determinar, mediante microscopía de fluorescencia, la influencia de este proceso en la migración celular, así como su posible aplicación en la regeneración de tejidos dañados.

New biomaterials, such as elastin-like recombinamers, promise a broad variety of medical applications, from drug delivery to tissue regeneration. While the liquid-liquid phase separation of elastin is a known process, little is known about its effect on cell migration. It has been theorized that polymeric aggregates could drag the cells from the medium, by coacervation and liquid two-phase separation. To study the feasibility of this process, it has been proposed to perform a study with a recombinant elastin-like polymer, HRGD6, characterized by the cell adhesion sequence RGD. In this work, this polymer has been physically characterized, and its similarity to elastin has been analyzed by infrared spectroscopy. It has been determined, by means of differential scanning calorimetry measurements, that coacervation of this polymer occurs at physiological temperature, and this process has been followed by means of turbidimetry and dynamic light scattering measurements, as well as visually. It has been observed that the protein self-assembly originates droplets of about 1.2μm, which, upon coalescence, form a liquid-liquid phase separation after half an hour. In addition to the characterization of the polymer and its coacervation process, a chemical modification has been carried out, adding the Cy5 fluorophore, and a preliminary characterization of the modification has been made. This will allow future studies on the coacervation process in the presence of cells, helping to determine, by means of fluorescence microscopy, the influence of this process on cell migration, as well as its potential application in tissue regeneration.