Functionalized self-assembling peptides and their conjugation to peptide nucleic acids for biomedical applications

Self-assembling peptides (SAPs) are an innovative class of biomaterials capable of spontaneously organizing into nanostructures such as nanofibers, nanotubes, and hydrogels. Due to their biocompatibility, biodegradability, and structural versatility, SAPs have applications in various fields, including regenerative medicine, tissue engineering, controlled drug delivery, and nanotechnology. The self-assembly process is influenced by the peptide sequence and external factors such as pH, temperature, and ionic concentration. For their synthesis, the most widely used technique is solid phase peptide synthesis (SPPS), which enables the controlled assembly of peptide sequences with high purity and efficiency. This methodology, based on repeated cycles of deprotection and coupling steps on a solid support, allows for the production of complex peptides, including SAPs functionalized with bioactive groups. In addition to SAPs, peptide nucleic acids (PNAs) represent another class of promising biomolecules, characterized by high chemical stability and the ability to interact with complementary DNA and RNA oligomers with high specificity. The combination of SAPs and PNAs opens new opportunities for the development of advanced materials with potential applications in diagnostics, therapeutics, and biomaterials engineering.

I peptidi autoassemblanti (SAPs) rappresentano una classe innovativa di biomateriali in grado di organizzarsi spontaneamente in nanostrutture quali nanofibre, nanotubi e idrogeli. Grazie alla loro biocompatibilità, biodegradabilità e versatilità strutturale, i SAPs trovano applicazione in diversi ambiti, tra cui la medicina rigenerativa, l’ingegneria tissutale, il rilascio controllato di farmaci e la nanotecnologia. Il processo di autoassemblaggio è influenzato dalla sequenza peptidica e da fattori esterni quali pH, temperatura e concentrazione ionica. La loro sintesi avviene prevalentemente mediante la sintesi peptidica in fase solida (SPPS), una tecnica che consente l’assemblaggio controllato di sequenze peptidiche con elevata purezza ed efficienza. Questo metodo, basato su cicli ripetuti di deprotezione e accoppiamento su un supporto solido, permette la produzione di peptidi complessi, inclusi SAPs funzionalizzati con gruppi bioattivi. Oltre ai SAPs, gli acidi peptidonucleici (PNAs) rappresentano un’altra classe di biomolecole promettenti, caratterizzate da un’elevata stabilità chimica e dalla capacità di interagire con oligomeri di DNA e RNA complementari con elevata specificità. La combinazione di SAPs e PNAs apre nuove prospettive per lo sviluppo di materiali avanzati con potenziali applicazioni in diagnostica, terapeutica e ingegneria dei biomateriali.