Oamenii de ştiinţă se concentrează pe dezvoltarea de noi materiale cu capacităţi de regenerare a ţesuturilor.
Cercetările de ultimă oră conduse de Universitatea din Ottawa ar putea avea un impact asupra a milioane de vieţi cu ajutorul unor hidrogeluri pe bază de peptide care vor închide răni le pielii, vor administra substanţe terapeutice la muşchiul cardiac deteriorat şi vor remodela şi vindeca leziuni ale corneei.
Combinând fineţea biomedicală şi ingineria inspirată de natură, o echipă de oameni de ştiinţă condusă de Universitatea din Ottawa (uOttawa) a creat un material gelatinos care prezintă un mare potenţial pentru repararea la faţa locului a unei game remarcabile de organe şi ţesuturi deteriorate din corpul uman.
Cercetările de ultimă oră conduse de profesorul facultăţii de medicină din cadrul uOttawa, dr. Emilio I. Alarcón, ar putea avea în cele din urmă un impact asupra a milioane de vieţi introducând în practica clinică hidrogeluri pe bază de peptide care vor închide răni ale pielii, vor livra substanţe terapeutice la muşchiul cardiac deteriorat, şi vor remodela şi vindeca leziuni ale corneei.
„Folosim peptide pentru a fabrica soluţii terapeutice. Echipa se inspiră din natură pentru a dezvolta soluţii simple de închidere a rănilor şi de reparare a ţesuturilor", a declarat într-un comunicat dr. Alarcón, om de ştiinţă şi director în cadrul grupului BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) din cadrul Institutului Inimii de la uOtrtawa, a cărui activitate de cercetare inovatoare se concentrează pe dezvoltarea de noi materiale cu capacităţi de regenerare a ţesuturilor.
Peptidele sunt molecule din organismele vii, iar hidrogelurile sunt un material pe bază de apă cu o textură gelatinoasă care s-au dovedit utile în domeniul terapeutic.
Abordarea utilizată în cadrul studiului, publicat recent în revista Advanced Functional Materials, este unică.
Majoritatea hidrogelurilor explorate în ingineria ţesuturilor sunt materiale de origine animală şi pe bază de proteine, dar biomaterialul creat de echipa canadiană este supraalimentat cu peptide fabricate. Acest lucru îl face mai uşor de transpus în practica clinică.
Dr. Ruel, profesor titular în cadrul Departamentului de medicină celulară şi moleculară la facultatea de medicină din cadrul uOttawa şi titular al catedrei de cercetare din cadrul diviziei de chirurgie cardiacă a Institutului de Cardiologie al universităţii canadiene, spune că informaţiile din studiu ar putea schimba regulile jocului.
„În ciuda mileniilor de evoluţie, răspunsul uman la vindecarea rănilor rămâne încă imperfect”, spune dr. Ruel.
„Vedem cicatrizări neadaptate în orice, de la incizii ale pielii la leziuni oculare, până la repararea inimii după un infarct miocardic. Ne-am concentrat asupra acestei probleme timp de aproape două decenii. Studiul dezvăluie o modalitate nouă de a vindeca rănile, organelel şi chiar cicatrizarea de bază după o intervenţie chirurgicală mult mai uşor de modulat din punct de vedere terapeutic şi, prin urmare, de optimizat pentru sănătatea umană”, explică el
Într-adevăr, capacitatea de a modula biomaterialul pe bază de peptide este esenţială. Hidrogelurile echipei de la uOttawa sunt concepute pentru a fi personalizabile, ceea ce face ca materialul durabil să poată fi adaptat pentru a fi utilizat într-o gamă surprinzătoare de ţesuturi.
În esenţă, reţeta cu două componente ar putea fi ajustată pentru a creşte adezivitatea sau pentru a reduce alte componente în funcţie de partea corpului care are nevoie de reparaţii.
„Am fost, de fapt, foarte surprinşi de gama de aplicaţii pe care o pot realiza materialele noastre”, spune dr. Alarcón.
Potrivit acestuia, tehnologia oferă o soluţie integrată care poate fi personalizată în funcţie de ţesutul vizat.
Datele studiului sugerează că acţiunea terapeutică a hidrogelurilor biomimetice este extrem de eficientă, şi totodată aplicabilitatea sa este mult mai simplă şi mai rentabilă decât alte abordări regenerative, spun specialiştii.
Materialele sunt proiectate într-un mod ieftin şi scalabil - calităţi extrem de importante pentru orice număr de aplicaţii biomedicale majore.
Echipa a conceput, de asemenea, un sistem de screening rapid care le-a permis să reducă semnificativ costurile de proiectare şi duratele de testare.
„Această reducere semnificativă a costurilor şi a timpului nu numai că face ca materialul nostru să fie mai viabil din punct de vedere economic, dar îi şi accelerează potenţialul de utilizare clinică”, precizează dr. Alarcón.
În continuare echipa va efectua teste pe animale de mari dimensiuni în vederea pregătirii testelor pe subiecţi umani.
Până în prezent, testele pe inimă şi pe piele au fost efectuate cu rozătoare, iar activitatea pe cornee a fost realizată ex vivo.
O ilustraţie de copertă a revistei prezentată de echipa dr. Emilio Alarcón, care descrie impactul studiului. Credit: Universitatea din Ottawa
