Mitigación de la fijación de células de flujo sanguíneo a implantes metálicos a través de la inmovilización de péptidos derivados de CD47

Vaishali  V. Inamdar; Emmett  G. Fitzpatrick; Ivan  S. Alferiev; Robert  J. Levy; Stanley  J. Stachelek; Ilia Fishbein

doi:10.3791/61545

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Artículo de método

Mitigación de la fijación de células de flujo sanguíneo a implantes metálicos a través de la inmovilización de péptidos derivados de CD47

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DOI:

10.3791/61545

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3 de diciembre de 2020

Vaishali V. Inamdar¹ , Emmett G. Fitzpatrick¹ , Ivan S. Alferiev¹^,² , Robert J. Levy¹^,² , Stanley J. Stachelek^*¹^,² , Ilia Fishbein^*¹^,²

¹The Children's Hospital of Philadelphia, ²Department of Pediatrics, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Aquí se presenta un protocolo para añadir péptido CD47 (pepCD47) a stents metálicos utilizando la química de polibisfosfonato. La funcionalización de los stents metálicos mediante pepCD47 evita la unión y activación de las células inflamatorias mejorando así su biocompatibilidad.

Resumen

Las complicaciones clave asociadas con los stents de metal desnudo y los stents eluyentes de fármacos son la restenosis en stent y la trombosis tardía del stent, respectivamente. Por lo tanto, la mejora de la biocompatibilidad de los stents metálicos sigue siendo un desafío importante. El objetivo de este protocolo es describir una técnica robusta de modificación de la superficie metálica mediante péptidos biológicamente activos para aumentar la biocompatibilidad de los implantes médicos que contactan con la sangre, incluidos los stents endovasculares. CD47 es un marcador inmunológico específico de especies de sí mismo y tiene propiedades antiinflamatorias. Los estudios han demostrado que un péptido de 22 aminoácidos correspondiente al dominio Ig de CD47 en la región extracelular (pepCD47), tiene propiedades antiinflamatorias como la proteína de longitud completa. Estudios in vivo en ratas, y estudios ex vivo en sistemas experimentales de sangre humana y conejo de nuestro laboratorio han demostrado que la inmovilización pepCD47 en metales mejora su biocompatibilidad al prevenir la unión y activación de células inflamatorias. Este artículo describe el protocolo paso a paso para la funcionalización de superficies metálicas y fijación de péptidos. Las superficies metálicas se modifican utilizando bisfosfato de poliallamina con grupos de tiol latentes (PABT) seguidos de desprotección de tioles y amplificación de sitios tiol-reactivos a través de la reacción con polietilenimina instalada con grupos de piridildithio (PEI-PDT). Por último, pepCD47, que incorpora residuos terminales de cisteína conectados a la secuencia de péptidos del núcleo a través de un espaciador dual 8-amino-3,6-dioxa-octanoyl, se unen a la superficie metálica a través de enlaces de disulfuro. Esta metodología de fijación de péptidos a la superficie metálica es eficiente y relativamente económica y, por lo tanto, se puede aplicar para mejorar la biocompatibilidad de varios biomateriales metálicos.

Introducción

La intervención coronaria percutánea es la primera línea de terapia para tratar las enfermedades de las arterias coronarias (CAD) y consiste principalmente en stentar las arterias enfermas. Sin embargo, la restenosis in-stent (ISR) y la trombosis de stent son complicaciones comunes asociadas con el despliegue de stent^1. La interacción sanguínea en la interfaz de la sangre-stent se caracteriza por una adsorción casi inmediata de proteínas plasmáticas en la superficie metálica, seguida de la unión plaquetaria y celular inflamatoria y la activación^2. La liberación de las citoquinas inflamatorias y quimioquinas de las célula....