Oamenii de știință au creat un hidrogel bioactiv care folosește particule din lapte pentru a repara țesuturile deteriorate, deschizând calea către o nouă generație de terapii regenerative accesibile.
Inginerii de la Universitatea Columbia au dezvoltat o platformă inovatoare pentru un hidrogel injectabil, formulat cu vezicule extracelulare (EV) derivate din lapte, pentru a depăși barierele din calea medicinei regenerative. Descoperirea, publicată în revista științifică Matter, ar putea schimba fundamental modul în care tratăm leziunile tisulare, arată Medical Express.
Descoperire neașteptată: un gel injectabil făcut din iaurt
EV-urile sunt nanoparticule pe care celulele le eliberează în mod natural pentru a comunica între ele, transportând sute de semnale biologice, precum proteine și material genetic. Această complexitate este greu de replicat de materialele sintetice.
În acest studiu, condus de profesorul asistent Santiago Correa, echipa a proiectat un sistem de hidrogel în care EV-urile joacă un rol dublu: nu sunt doar încărcătura bioactivă, ci acționează și ca elemente structurale esențiale, legând polimerii biocompatibili pentru a forma materialul injectabil.
Folosind o abordare neconvențională, cercetătorii au apelat la EV-uri din iaurt. Această alegere ingenioasă a rezolvat problemele de producție care au limitat până acum dezvoltarea biomaterialelor similare. Mai mult, EV-urile din iaurt au permis hidrogelului să imite mecanica țesuturilor vii și să interacționeze activ cu celulele din jur, stimulând vindecarea fără a necesita aditivi chimici.
„Am descoperit că acestea au un potențial regenerativ inerent, ceea ce deschide calea către materiale terapeutice noi și accesibile”, a explicat Correa.
Studiul, consolidat printr-o colaborare internațională cu Universitatea din Padova, a demonstrat că platforma este modulară, fiind compatibilă și cu EV-uri derivate din celule de mamifere sau bacterii. Acest lucru ar putea duce la aplicații avansate în vindecarea rănilor, unde tratamentele actuale eșuează adesea în a promova o reparare durabilă.
Deoarece hidrogelul este injectabil, acesta poate fi administrat cu precizie direct în țesutul afectat. Odată ajuns acolo, eliberează în mod susținut semnalele bioactive ale EV-urilor.
Experimentele inițiale pe șoareci au arătat rezultate remarcabile. Materialul a fost perfect biocompatibil și, în decurs de o săptămână, a stimulat formarea de noi vase de sânge – un pas critic în orice proces de regenerare eficientă. Nu au fost observate reacții adverse.
Mai mult, echipa a observat că hidrogelul creează un mediu imunitar unic, bogat în celule antiinflamatorii, care ar putea juca un rol cheie în procesul de vindecare. Cercetătorii explorează acum în detaliu acest răspuns imunitar pentru a înțelege cum poate fi valorificat pentru a accelera regenerarea.
„Capacitatea de a proiecta un material care imită îndeaproape mediul natural al organismului și, în același timp, accelerează procesul de vindecare deschide o nouă lume de posibilități pentru medicina regenerativă”, a declarat Artemis Margaronis, cercetător în laboratorul lui Correa.
