Els científics han creat per primera vegada un hidrogel injectable que incorpora prèviament molècules bioactives específiques del teixit mitjançant nous reticulants. L'hidrogel descrit té un fort potencial d'ús en enginyeria de teixits
Teixit L'enginyeria és el desenvolupament de substituts de teixits i òrgans, construccions cel·lulars tridimensionals, amb propietats similars a les dels teixits naturals. Enginyeria de teixits té com a objectiu restaurar, preservar o millorar les funcions dels teixits mitjançant l'ús d'aquestes bastides biològicament actives. Sintètic hidrogel Els polímers han estat aclamats com a candidats prometedors per proporcionar aquestes bastides mecàniques a causa de la seva composició única i similituds estructurals amb la matriu extracel·lular natural. Els hidrogels imiten els entorns dels teixits i els reticulants dels hidrogels ajuden el material a mantenir la seva estructura fins i tot quan ha absorbit grans quantitats d'aigua. Tanmateix, els hidrogels disponibles actualment són biològicament inerts i, per tant, no poden actuar autònoms per impulsar una funció biològica adequada. Requereixen l'addició de biomolècules compatibles (exemple: factors de creixement, lligands adhesius) que els converteixen en una part imprescindible dels hidrogels.
En un estudi publicat l'11 de juny a Els avenços de la ciència, els científics han desenvolupat un nou hidrogel injectable modular que utilitza un reticulant anomenat PdBT, un compost biodegradable, per a la reticulació del polímer d'hidrogel per crear un hidrogel inflat i bioactiu. El PdBT incorpora molècules bioactives ancorant-les als reticulants químics de l'hidrogel. Les biomolècules específiques es poden barrejar simplement amb PdBT a temperatura ambient i, en fer-ho, les molècules bioactives esdevenen una part integrada de l'hidrogel. Aquest sistema, desenvolupat per primera vegada, té la capacitat d'unir-se a biomolècules específiques del teixit a temperatura ambient per funcionalitzar-se sense necessitat de cap injecció o sistema secundari posterior.
Les biomolècules afegides romanen ancorades a l'hidrogel i es poden presentar directament al teixit objectiu. Això evita la difusió a l'àrea fora de l'àrea objectiu evitant conseqüències no desitjades com la inactivació o el creixement redundant del teixit. Es van realitzar experiments sobre os i cartílags mitjançant monòmers PdBT específics afegint funcionalitat mitjançant la incorporació de pèptids hidrofòbics de N-cadherina associats al cartílag i un pèptid de proteïna morfogenètica òssia hidròfila i un glicosaminoglicà derivat del cartílag, sulfat de condroitina. Aquesta barreja d'hidrogel es pot injectar directament al teixit objectiu. Les biomolècules incorporades a l'hidrogel entren en contacte amb les cèl·lules mare mesenquimals del cos del teixit hoste i les "atrauen" perquè s'afegeixin a l'àrea objectiu per "llavor" o iniciar un nou creixement. Un cop creix el nou teixit, l'hidrogel es degrada i desapareix.
El nou hidrogel descrit en l'estudi actual es pot preparar a temperatura ambient per a un ús immediat i es pot personalitzar en conseqüència per a diferents teixits. El procés de preparació senzill evita la degradació tèrmica de les biomolècules que ha estat un problema amb els hidrogels anteriors, ja que això afecta la seva activitat biològica. Els hidrogels bioactius poden ajudar a regenerar ossos, cartílags, pell i altres teixits. Aquesta nova tècnica que utilitza un hidrogel bioactiu injectable amb propietats favorables té un fort potencial per al seu ús en enginyeria de teixits.
***
{Podeu llegir el document de recerca original fent clic a l'enllaç DOI que apareix a continuació a la llista de fonts citades}
Font (s)
Guo JL et al. 2019. Reticulats d'hidrogel modulars, específics de teixits i biodegradables per a enginyeria de teixits. Avenços de la Ciència. 5 (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396