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Ad oggi non esiste un dispositivo per l’efficace rimozione di fp-Hb dal sangue. Un dispositivo ideale dovrebbe legare in modo specifico i dimeri ed i tetrameri di Hb in quantità elevate e senza alcuna interazione con altri componenti del plasma. Per progettare un dispositivo con tale specificità (ed alta capacità di carico), trarremo ispirazione da una strategia sfruttata dai batteri per catturare il ferro presente all’interno dell’emoglobina quando infettano l’uomo. Infatti, diversi agenti patogeni per sopravvivere e proliferare sfruttano il ferro, che è un nutriente per loro fondamentale, estraendolo dall’emoglobina. Tra questi vi è Staphylococcus aureus, un patogeno che è in grado di indurre la rottura dei globuli rossi, intercettare la fp-Hb ed estrarne l'eme (all’interno del quale c’è il ferro) attraverso due proteine, chiamate IsdB e IsdH, che si trovano ancorate sulla parete cellulare del batterio. In particolare, di recente è stata risolta la struttura attraverso criomicroscopia elettronica (cryoEM) del complesso che la proteina IsdB forma con l’emoglobina umana (https://www.rcsb.org/structure/7PCH), fornendo un modello strutturale adatto per lo sviluppo di molecole in grado di sequestrare fp-Hb dal plasma. |
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| L’utilizzo di questa proteina intera, espressa per via ricombinante, è ostacolato però dalle grandi quantità necessarie e dalla sua instabilità quando si trova isolata rispetto alla parete del batterio. I peptidi, invece, sono copie esatte di frammenti proteici che possono essere sintetizzati per mimare le proprietà di IsdB di legame all’emoglobina e rappresentano un potente strumento per risolvere questi problemi, anche introducendo ulteriori modifiche chimiche (peptidomimetici) per migliorarne le caratteristiche ai fini di questa applicazione terapeutica. |  |
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I peptidi o peptidomimetici in grado di mimare le proprietà di IsdB in termini di legame all’emoglobina potranno poi essere coniugati su un supporto filtrante per il plasma, basato su nanoparticelle di silice mesoporosa (MSN). Le MSN hanno suscitato un grande interesse sia in nanomedicina che in nanotecnologia grazie al loro grande volume di pori, all'enorme area superficiale e al diametro dei pori personalizzabile. Le MSN funzionalizzate con i peptidi saranno poi impaccate in un alloggiamento di plastica che simula un modulo di emoperfusione e testate per la loro capacità di legare l’Hb in soluzioni tampone e in campioni di plasma emolizzato. Il dispositivo rappresenterà una prova di fattibilità della possibilità di produrre un modulo di legame dell'Hb per il trattamento extracorporeo del sangue. |
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