Cercetătorii au transformat lactatele într-un gel pentru repararea țesuturilor

Cercetători de la Columbia Engineering au stabilit o metodă pentru proiectarea hidrogelurilor bioactive injectabile, formulate cu vezicule extracelulare (EV-uri) pentru aplicații în ingineria țesuturilor și medicina regenerativă.

Publicat în revista Matter, studiul realizat de Santiago Correa, profesor asistent de inginerie biomedicală la Columbia Engineering, și colaboratorii săi descrie o platformă de hidrogel injectabil care folosește EV-uri din lapte pentru a depăși barierele vechi din dezvoltarea biomaterialelor destinate medicinei regenerative.

• Cum au ajuns mai multe roci albe bizare pe planeta Marte?
• Cercetătorii din Hong Kong au descoperit de ce exercițiile fizice ajută oasele să rămână puternice

EV-urile sunt particule secretate natural de celule și transportă sute de semnale biologice, precum proteine și material genetic, permițând o comunicare celulară sofisticată pe care materialele sintetice nu o pot replica ușor.

În acest studiu, Correa și colegii săi au proiectat un sistem de hidrogel în care EV-urile au un rol dublu: ele acționează ca sarcină bioactivă și, totodată, ca blocuri structurale esențiale, prin încrucișarea polimerilor biocompatibili pentru a forma un material injectabil. Folosind o abordare neconvențională cu EV-uri din iaurt, echipa a depășit limitările de randament care împiedică dezvoltarea biomaterialelor bazate pe EV-uri.

Un pas esențial în regenerarea eficientă a țesuturilor

EV-urile din iaurt au permis hidrogelului să imite mecanica țesuturilor vii și să interacționeze activ cu celulele din jur, promovând vindecarea și regenerarea fără aditivi chimici suplimentari.

„Am descoperit că aceste EV-uri au un potențial regenerativ înnăscut, ceea ce deschide calea către materiale terapeutice noi și accesibile”, a spus Correa, care a condus studiul împreună cu Artemis Margaronis, doctorandă NSF în laboratorul său.

Folosind EV-uri din iaurt, echipa a definit un cadru de proiectare pentru generarea de hidrogeluri care încorporează EV-uri atât ca elemente structurale, cât și biologice. Au validat ulterior abordarea folosind și EV-uri derivate din celule mamifere și bacterii, demonstrând că platforma este modulară și compatibilă cu diverse surse de vezicule.

Aceasta ar putea deschide noi aplicații avansate în vindecarea rănilor și medicina regenerativă, unde tratamentele actuale deseori nu oferă o refacere durabilă a țesuturilor. Fiind injectabil, hidrogelul poate fi aplicat local pe țesutul afectat, permițând o livrare susținută a semnalelor bioactive.

Noi aplicații în vindecarea rănilor și medicina regenerativă

Experimentele timpurii arată că hidrogelurile cu EV-uri din iaurt sunt biocompatibile și induc o activitate angiogenă puternică (formarea de vase de sânge) în decurs de o săptămână la șoareci cu sistem imunitar intact, demonstrând că EV-urile agricole nu doar facilitează cercetarea fundamentală, ci au și potențial terapeutic ca biotehnologie de generație următoare.

Materialul nu a generat reacții adverse și, dimpotrivă, a stimulat formarea de noi vase de sânge – un pas esențial în regenerarea eficientă a țesuturilor.

Echipa lui Correa a observat, de asemenea, că hidrogelul creează un mediu imunitar unic, bogat în celule antiinflamatoare, ceea ce poate contribui la procesele observate de reparare. În prezent, cercetătorii explorează modul în care acest răspuns imun poate ghida regenerarea țesuturilor, scrie technologynetworks.

„Faptul că putem proiecta un material care imită mediul natural al corpului și, în același timp, accelerează vindecarea, deschide o lume nouă de posibilități pentru medicina regenerativă,” a spus Margaronis.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Activarea unei gene „tăcute” repornește regenerarea țesuturilor la șoareci

Biomaterialul care vindecă țesuturile din interior

Plasturele cu ultrasunete asigură monitorizarea neinvazivă a țesuturilor profunde

Noi nanostructuri au fost descoperite în celule și țesuturi