Hidrogelul pe bază de peptide arată promițător pentru repararea țesuturilor și a organelor

Combinând precizia biomedicală și ingineria inspirată din natură, o echipă condusă de Universitatea din Ottawa a creat un material asemănător jeleului care prezintă un potențial enorm pentru repararea rapidă a unei game largi de organe și țesuturi deteriorate din corpul uman.

Cercetarea de ultimă oră condusă de dr. Emilio I. Alarcon, profesor asociat la Facultatea de Medicină a Universității din Ottawa, ar putea avea un impact asupra vieții a milioane de oameni în viitor cu hidrogeluri peptidice care ar putea închide rănile pielii și ar putea oferi tratamente inimii afectate. Mușchi și repara mușchiul cardiac deteriorat. Corneea.

„Folosim peptide pentru a crea soluții terapeutice. Echipa se inspiră din natură pentru a dezvolta soluții simple pentru închiderea rănilor și repararea țesuturilor”, spune dr. Alarcon, om de știință și director al grupului de BioInginerie și Soluții Terapeutice (BEaTS) de la Institutul Inimii de la Universitatea din Ottawa, a cărui cercetare de pionierat este dezvoltarea de noi materiale cu capacitatea de regenerare tisulară.

Peptidele sunt molecule găsite în organismele vii, iar hidrogelurile sunt materiale apoase cu o textură asemănătoare jeleului care s-au dovedit utile în scopuri terapeutice.

Abordarea luată în studiu, publicat în Advanced Functional Materials și realizat împreună cu Dr. Erik Suuronen și Dr. Mark Ruel, este unică. Majoritatea hidrogelurilor studiate în ingineria țesuturilor sunt materiale derivate din animale și pe bază de proteine, dar biomaterialul creat de echipa de colaborare este întărit cu peptide proiectate. Acest lucru îl face mai aplicabil în practica clinică.

Dr. Ruel, profesor la Departamentul de Medicină Celulară și Moleculară de la Facultatea de Medicină a Universității din Ottawa și director de cercetare în cadrul Departamentului de Chirurgie Cardiacă de la Institutul de Inimă al Universității din Ottawa, a declarat că descoperirile studiului ar putea fi revoluționare. p>

„În ciuda mileniilor de evoluție, răspunsul uman la vindecarea rănilor rămâne încă imperfect”, spune dr. Ruel. „Vedem cicatrici neregulate de la incizii ale pielii până la leziuni oculare și reparații cardiace după un infarct miocardic. Medicii Alarcon, Suuronen și restul echipei noastre s-au concentrat pe această problemă timp de aproape două decenii. Publicația Dr. Alarcón în Materiale funcționale avansate reprezintă o nouă modalitate de a face vindecarea rănilor, vindecarea organelor și chiar cicatricile de bază după o intervenție chirurgicală mult mai gestionabile din punct de vedere terapeutic și, prin urmare, optimizate pentru sănătatea umană.”

Peptide sintetizate pentru repararea instantanee a țesuturilor moi. Materiale funcționale avansate (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Într-adevăr, cheia este capacitatea de a modula biomaterialul peptidic. Hidrogelurile echipei Universității din Ottawa sunt proiectate pentru a fi reglabile, făcând acest material durabil adaptabil pentru utilizare într-o gamă largă de țesuturi. În esență, rețeta cu două componente poate fi ajustată pentru a crește adezivitatea sau a reduce alte componente, în funcție de partea corpului care necesită reparație.

„Am fost foarte surprinși de gama de aplicații pe care le-ar putea realiza materialele noastre”, spune dr. Alarcon. „Tehnologia noastră oferă o soluție integrată care este personalizabilă în funcție de țesutul țintă.”

Dr. Alarcon observă, de asemenea, că datele cercetării sugerează că efectele terapeutice ale hidrogelurilor biomimetice sunt extrem de eficiente, iar utilizarea lor este semnificativ mai simplă și mai rentabilă decât alte abordări regenerative.

Materialele au fost dezvoltate la costuri reduse și într-un format scalabil, ceea ce este extrem de important pentru multe aplicații biomedicale la scară largă. Echipa a dezvoltat, de asemenea, un sistem de screening rapid care a redus semnificativ costurile de dezvoltare și timpul de testare.

„Această reducere semnificativă a costurilor și a timpului nu numai că face materialul nostru mai viabil din punct de vedere economic, dar și accelerează potențialul său de utilizare clinică”, spune dr. Alarcon.

Care sunt următorii pași pentru echipa de cercetare? Ei vor desfășura teste mari pe animale în pregătirea testării umane. Până în prezent, s-au efectuat teste cardiace și cutanate la rozătoare, iar lucrările corneene au fost efectuate ex vivo.