Hydrogél na báze peptidov je sľubný pre opravu tkanív a orgánov

Kombináciou biomedicínskej presnosti a inžinierstva inšpirovaného prírodou vytvoril tím vedený Ottawskou univerzitou rôsolovitý materiál, ktorý vykazuje obrovský potenciál na rýchlu opravu širokého spektra poškodených orgánov a tkanív v ľudskom tele.

Špičkový výskum vedený Dr. Emiliom I. Alarconom, docentom na Lekárskej fakulte Univerzity v Ottawe, by mohol v budúcnosti ovplyvniť životy miliónov ľudí pomocou peptidových hydrogélov, ktoré by mohli uzavrieť kožné rany a dodať terapeutiká poškodenému srdcu. Svalu a opraviť poškodený srdcový sval. Rohovka.

„Používame peptidy na vytváranie terapeutických riešení. Tím berie inšpiráciu z prírody na vývoj jednoduchých riešení na uzatváranie rán a opravu tkaniva,“ hovorí Dr. Alarcon, vedec a riaditeľ skupiny BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) na University of Ottawa Heart Institute, ktorej priekopníckym výskumom je vývoj nových materiálov so schopnosťou regenerácie tkaniva.

Peptidy sú molekuly nachádzajúce sa v živých organizmoch a hydrogély sú vodné materiály s rôsolovitou textúrou, ktoré sa ukázali ako užitočné na terapeutické účely.

Prístup použitý v štúdii publikovanej v Advanced Functional Materials a vykonanej spoločne s Dr. Erikom Suuronenom a Dr. Markom Ruelom je jedinečný. Väčšina hydrogélov študovaných v tkanivovom inžinierstve sú materiály pochádzajúce zo zvierat a na báze bielkovín, ale biomateriál vytvorený tímom spolupráce je posilnený upravenými peptidmi. Vďaka tomu je použiteľnejší v klinickej praxi.

Dr. Ruel, profesor na oddelení bunkovej a molekulárnej medicíny na Lekárskej fakulte Univerzity v Ottawe a vedúci výskumu na oddelení srdcovej chirurgie na Srdcovom inštitúte University of Ottawa, uviedol, že zistenia štúdie môžu byť revolučné. p>

„Napriek tisícročiam evolúcie zostáva ľudská reakcia na hojenie rán stále nedokonalá,“ hovorí Dr. Ruel. „Vidíme nepravidelné jazvy od kožných rezov cez poranenia oka až po opravu srdca po infarkte myokardu. Lekári Alarcon, Suuronen a zvyšok nášho tímu sa na tento problém zameriavajú už takmer dve desaťročia. Publikácia Dr. Alarcóna v Advanced Functional Materials predstavuje nový spôsob, ako urobiť hojenie rán, hojenie orgánov a dokonca aj základné jazvy po operácii oveľa terapeuticky zvládnuteľnejšie, a teda optimalizované pre ľudské zdravie.“

Syntetizované peptidy na okamžitú opravu mäkkých tkanív. Pokročilé funkčné materiály (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Kľúčom je skutočne schopnosť modulovať peptidový biomateriál. Hydrogély tímu University of Ottawa sú navrhnuté tak, aby boli laditeľné, vďaka čomu je tento odolný materiál prispôsobiteľný na použitie v širokej škále tkanív. Dvojzložkovú receptúru možno v zásade upraviť tak, aby sa zvýšila priľnavosť alebo znížili ostatné komponenty v závislosti od časti karosérie, ktorá si vyžaduje opravu.

„Boli sme veľmi prekvapení rozsahom aplikácií, ktoré naše materiály mohli dosiahnuť,“ hovorí Dr. Alarcon. „Naša technológia ponúka integrované riešenie, ktoré je prispôsobiteľné v závislosti od cieľového tkaniva.“

Dr. Alarcon tiež poznamenáva, že údaje z výskumu naznačujú, že terapeutické účinky biomimetických hydrogélov sú vysoko účinné a ich použitie je výrazne jednoduchšie a nákladovo efektívnejšie ako iné regeneračné prístupy.

Materiály boli vyvinuté s nízkymi nákladmi a v škálovateľnom formáte, ktorý je mimoriadne dôležitý pre mnohé rozsiahle biomedicínske aplikácie. Tím tiež vyvinul rýchly skríningový systém, ktorý výrazne znížil náklady na vývoj a čas testovania.

"Toto výrazné zníženie nákladov a času robí náš materiál nielen ekonomicky životaschopnejším, ale tiež urýchľuje jeho potenciál pre klinické použitie," hovorí Dr. Alarcon.

Aké sú ďalšie kroky výskumného tímu? Vykonajú veľké pokusy na zvieratách v rámci prípravy na testovanie na ľuďoch. Doteraz sa na hlodavcoch robili srdcové a kožné testy a skúmanie rohovky sa vykonávalo ex vivo.