Hidrogel na osnovi peptidov obeta popravilo tkiv in organov

S kombinacijo biomedicinske natančnosti in inženiringa, ki ga je navdihnila narava, je ekipa pod vodstvom Univerze v Ottawi ustvarila želeju podoben material, ki kaže ogromen potencial za hitro popravilo številnih poškodovanih organov in tkiv v človeškem telesu.

Vrhunska raziskava, ki jo vodi dr. Emilio I. Alarcon, izredni profesor na Medicinski fakulteti Univerze v Ottawi, bi lahko vplivala na življenja milijonov ljudi v prihodnosti s peptidnimi hidrogeli, ki bi lahko zaprli kožne rane, dali terapevtiko poškodovanemu srcu mišice in popravi poškodovano srčno mišico. Roženica.

»Peptide uporabljamo za ustvarjanje terapevtskih rešitev. Ekipa črpa navdih iz narave za razvoj preprostih rešitev za zapiranje ran in popravilo tkiv,« pravi dr. Alarcon, znanstvenik in direktor skupine za bioinženiring in terapevtske rešitve (BEaTS) na Inštitutu za srce Univerze v Ottawi, katerega pionirska raziskava je razvoj novih materialov s sposobnostjo regeneracije tkiv.

Peptidi so molekule, ki jih najdemo v živih organizmih, hidrogeli pa so vodni materiali s teksturo v obliki želeja, ki so se izkazali za uporabne v terapevtske namene.

Pristop, uporabljen v študiji, objavljeni v Advanced Functional Materials in izvedeni skupaj z dr. Erikom Suuronenom in dr. Markom Ruelom, je edinstven. Večina hidrogelov, proučevanih v tkivnem inženiringu, je materialov živalskega izvora in beljakovin, vendar je biomaterial, ki ga je ustvarila sodelujoča ekipa, okrepljen z inženirskimi peptidi. Zaradi tega je bolj uporaben v klinični praksi.

Dr. Ruel, profesor na Oddelku za celično in molekularno medicino na Medicinski fakulteti Univerze v Ottawi in vodja raziskave na Oddelku za srčno kirurgijo na Inštitutu za srce Univerze v Ottawi, je dejal, da bi bile ugotovitve študije lahko revolucionarne. p>

»Kljub tisočletjem evolucije je človeški odziv na celjenje ran še vedno nepopoln,« pravi dr. Ruel. »Vidimo nepravilne brazgotine od kožnih vreznin do očesnih poškodb do okrevanja srca po miokardnem infarktu. Zdravniki Alarcon, Suuronen in ostali člani naše ekipe se že skoraj dve desetletji ukvarjajo s tem problemom. Publikacija dr. Alarcóna v Advanced Functional Materials predstavlja nov način, kako narediti celjenje ran, celjenje organov in celo osnovno brazgotinjenje po operaciji veliko bolj terapevtsko obvladljivo in zato optimizirano za zdravje ljudi."

Sintetizirani peptidi za takojšnjo obnovo mehkih tkiv. Napredni funkcionalni materiali (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Pravzaprav je ključna sposobnost moduliranja peptidnega biomateriala. Hidrogeli ekipe Univerze v Ottawi so zasnovani tako, da jih je mogoče nastaviti, zaradi česar je ta trpežni material prilagodljiv za uporabo v širokem razponu tkiv. V bistvu je dvokomponentni recept mogoče prilagoditi, da se poveča oprijem ali zmanjšajo druge komponente, odvisno od dela telesa, ki ga je treba popraviti.

»Bili smo zelo presenečeni nad obsegom aplikacij, ki jih lahko dosežejo naši materiali,« pravi dr. Alarcon. »Naša tehnologija ponuja integrirano rešitev, ki jo je mogoče prilagoditi glede na ciljno tkivo.«

Dr. Alarcon tudi ugotavlja, da podatki raziskave kažejo, da so terapevtski učinki biomimetičnih hidrogelov zelo učinkoviti, njihova uporaba pa bistveno enostavnejša in stroškovno učinkovitejša od drugih regenerativnih pristopov.

Materiali so bili razviti po nizki ceni in v razširljivi obliki, kar je izjemno pomembno za številne obsežne biomedicinske aplikacije. Ekipa je razvila tudi sistem hitrega pregleda, ki je bistveno zmanjšal stroške razvoja in čas testiranja.

»To znatno zmanjšanje stroškov in časa ne samo, da naredi naš material bolj ekonomsko upravičen, ampak tudi pospeši njegov potencial za klinično uporabo,« pravi dr. Alarcon.

Kateri so naslednji koraki raziskovalne skupine? Izvedli bodo velike poskuse na živalih v pripravah na testiranje na ljudeh. Do danes so bili na glodavcih opravljeni testi srca in kože, delo na roženici pa ex vivo.