Desarrollo de nuevos hidrogeles ELR con injertos de péptidos de la laminina mediante la tecnología Click para su aplicación en regeneración tisular

Abstract

El presente trabajo de Fin de Máster se centra en la obtención de materiales inteligentes como son los hidrogeles formados con biopolímeros basados en recombinámeros tipo elastina (ELRs), con la inclusión de secuencias específicas de péptidos de la laminina, que brindan a los hidrogeles una capacidad instructiva que mejora sus características fisicoquímicas y biológicas para que estos puedan ser usados en posibles aplicaciones biomédicas. Más concretamente, se explica el proceso de modificación química para la obtención del biopolímero VKV modificado con el grupo ciclooctino (VKV-cc) y el biopolímero SKS modificado con el grupo azida (SKS-N3) y la formación de hidrogeles utilizando la metodología click. Asimismo, se detalla el proceso de síntesis en fase sólida (SPPS) de la secuencia de los péptidos AASIKVAVSADR (péptido 1) y PPFLMLLKGSTR (péptido 2) usados posteriormente como nuevos dominios bioactivos injertados en hidrogeles formados por los recombinámeros VKV-cc y SKS-N3. Además, se incluye la caracterización de la unión del polímero VKV-cc con un número creciente de péptidos (VKV-cc-péptido) por técnicas de H-RMN, MALDI-ToF, análisis de aminoácidos y análisis elemental, así como la formación de hidrogeles con los recombinámeros VKV-cc-péptidos - SKS-N3 y el estudio reológico de las propiedades viscoelásticas de dichos hidrogeles. Por último, se realizó una evaluación de la biocompatibilidad de estos nuevos hidrogeles que incluyen péptidos de la laminina por medio de la actividad metabólica con un ensayo in vitro con queratinocitos inmortalizados humanos (HaCaT). Gracias a los resultados de los distintos estudios realizados se pudo concluir que estos biomateriales inteligentes presentan una gran versatilidad y eficiencia y su gran potencial para ser desarrollados y aplicados en la medicina regenerativa.

This Master's Thesis focuses on obtaining intelligent materials such as hydrogels formed with biopolymers based on elastin-type recombinamers (ELRs), with the inclusion of specific sequences of laminin peptides, which provide hydrogels with a instructive that improves their physicochemical and biological characteristics so that they can be used in possible biomedical applications. More specifically, the chemical modification process for obtaining the VKV biopolymer modified with the cyclooctyne group (VKV-cc) and the SKS biopolymer modified with the azide group (SKS-N3) and the formation of hydrogels using the "click" methodology is explained. Likewise, the solid phase synthesis process (SPPS) of the sequence of the peptides AASIKVAVSADR (peptide 1) and PPFLMLLKGSTR (peptide 2) used as new inclusions in hydrogels formed by the biopolymers VKV-cc and SKS-N3 is detailed. In addition, the characterization of the biopolymers at three concentrations of the peptide (VKV-cc-peptide) and the SKS-N3 biopolymer by H-NMR techniques, MALDI-ToF, amino acid analysis, elemental analysis, and rheological study of the Viscoelastic properties of VKV-cc-peptide/SKS-N3 hydrogels. Finally, an evaluation of the biocompatibility of these new hydrogels that include laminin peptides was carried out with an in vitro assay with human immortalized keratinocytes ("HaCat") to verify the cellular metabolic activity on them. Thanks to the results of the different studies carried out, it was possible to conclude that these intelligent biomaterials have great versatility and efficiency and their great potential to be developed and applied in regenerative medicine.