Хидрогел на бази пептида показује обећање за поправку ткива и органа

Комбиновањем биомедицинске прецизности и инжењеринга инспирисаног природом, тим научника предвођен Универзитетом у Отави створио је материјал сличан гелу који показује огроман потенцијал за брзо поправљање широког спектра оштећених органа и ткива у људском телу.

Најсавременија истраживања која води ванредни професор Медицинског факултета Универзитета у Отави, др Емилио И. Аларкон, могла би утицати на животе милиона људи у будућности помоћу пептидних хидрогелова који могу да запечате ране на кожи, испоруче терапију оштећеном срчаном мишићу и поправе оштећене рожњаче.

„Користимо пептиде за стварање терапеутских решења. Тим црпи инспирацију из природе како би развио једноставна решења за затварање рана и поправку ткива“, каже др Аларкон, научник и директор групе за биоинжењеринг и терапеутска решења (BEaTS) на Институту за срце Универзитета у Отави, чије се пионирско истраживање фокусира на развој нових материјала са могућностима регенерације ткива.

Пептиди су молекули који се налазе у живим организмима, а хидрогелови су материјал на бази воде са текстуром сличном гелу који се показао корисним у терапеутске сврхе.

Приступ који је коришћен у студији, објављеној у часопису „Advanced Functional Materials“, а коју су заједно водили др Ерик Суронен и др Марк Руел, јединствен је. Већина хидрогелова који се проучавају у ткивном инжењерству су животињског порекла и засновани су на протеинима, али биоматеријал који је створио заједнички тим је побољшан инжењерским пептидима. Ово га чини применљивијим у клиничкој пракси.

Др Руел, професор на Одељењу за ћелијску и молекуларну медицину на Медицинском факултету Универзитета у Отави и шеф истраживања на Одељењу за кардиохирургију на Институту за срце Универзитета у Отави, верује да би налази студије могли бити револуционарни.

„Упркос миленијумима еволуције, људски одговор на зарастање рана остаје несавршен“, каже др Руел. „Видимо абнормалне ожиљке од резова на кожи до повреда ока, па све до поправке срца након срчаног удара. Др Аларкон, др Суронен и остатак нашег тима фокусирани су на овај проблем скоро две деценије. Рад др Аларкона у часопису „Напредни функционални материјали“ представља нови начин да се зарастање рана, зарастање органа, па чак и основни ожиљци након операције учине много терапеутски управљивијим и стога оптимизованим за људско здравље.“

Синтетизовани пептиди за тренутну поправку меких ткива. Напредни функционални материјали (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Заиста, кључ је способност модулације пептидног биоматеријала. Хидрогелови тима Универзитета у Отави су дизајнирани да се могу прилагодити, што овај чврсти материјал чини прилагодљивим за употребу у широком спектру ткива. У суштини, двокомпонентни рецепт се може подесити како би се повећала адхезивност или смањиле друге компоненте, у зависности од дела тела који захтева поправку.

„Били смо веома изненађени спектром примена које наши материјали могу да постигну“, каже др Аларкон. „Наша технологија нуди интегрисано решење које је прилагођено циљном ткиву.“

Др Аларкон такође напомиње да ове студије указују на то да су терапеутски ефекти биомиметичких хидрогелова веома ефикасни и да је њихова употреба знатно једноставнија и исплативија од других приступа регенерацији.

Материјали су развијени по ниској цени и у скалабилном формату, што је кључни квалитет за многе велике биомедицинске примене. Тим је такође развио систем брзог скрининга који је значајно смањио трошкове развоја и време тестирања.

„Ово значајно смањење трошкова и времена не само да чини наш материјал економски исплативијим, већ и убрзава његов потенцијал за клиничку употребу“, каже др Аларкон.

Који су следећи кораци истраживачког тима? Спровешће велика испитивања на животињама као припрему за тестирање на људима. До сада су испитивања на срцу и кожи спроведена на глодарима, а рад на рожњачи је обављен ex vivo.