Los materiales se usan ampliamente para ayudar a curar heridas: las esponjas de colágeno ayudan a tratar quemaduras y úlceras por presión, y los implantes similares a andamios se usan para reparar huesos. Sin embargo, el proceso de reparación de tejidos cambia con el tiempo, por lo que los científicos están desarrollando biomateriales que interactúan contejidos a medida que se produce la curación.
Ahora, el Dr. Ben Almquist y su equipo en el Imperial College de Londres han creado una nueva molécula que podría cambiar la forma en que los materiales tradicionales funcionan con el cuerpo. Conocidos como cargas útiles activadas por fuerza de tracción TrAP, su método permite que los materiales hablen con el cuerposistemas de reparación naturales para impulsar la curación.
Los investigadores dicen que la incorporación de TrAP en los materiales médicos existentes podría revolucionar la forma en que se tratan las lesiones. El Dr. Almquist, del Departamento de Bioingeniería de Imperial, dijo: "Nuestra tecnología podría ayudar a lanzar una nueva generación de materiales que trabajan activamente con los tejidos para impulsar la curación"."
Los hallazgos se publican hoy en Materiales avanzados .
Llamada celular a la acción
Después de una lesión, las células "se arrastran" a través de los "andamios" de colágeno que se encuentran en las heridas, como las arañas que navegan por las redes. A medida que se mueven, tiran del andamio, que activa las proteínas curativas ocultas que comienzan a reparar el tejido lesionado.
Los investigadores diseñaron los TrAP como una forma de recrear este método de curación natural. Doblaron los segmentos de ADN en formas tridimensionales conocidas como aptámeros que se adhieren firmemente a las proteínas. Luego, colocaron un 'mango' personalizable al que las células pueden agarrarseun extremo, antes de unir el extremo opuesto a un andamio como el colágeno.
Durante las pruebas de laboratorio de su técnica, descubrieron que las células tiraron de los TrAP mientras se arrastraban a través de los andamios de colágeno. El tirón hizo que los TrAP se desenredaran como cordones de los zapatos para revelar y activar las proteínas curativas. Estas proteínas instruyen a las células curativas a crecer y crecer.multiplicar.
Los investigadores también encontraron que al cambiar el 'mango' celular, pueden cambiar qué tipo de célula puede agarrar y tirar, lo que les permite adaptar TrAP para liberar proteínas terapéuticas específicas en función de qué células están presentes en un momento determinado.Al hacerlo, los TrAP producen materiales que pueden interactuar de manera inteligente con el tipo correcto de célula en el momento correcto durante la reparación de la herida.
Esta es la primera vez que los científicos activan proteínas curativas usando diferentes tipos de células en materiales hechos por el hombre. La técnica imita los métodos curativos que se encuentran en la naturaleza. El Dr. Almquist dijo: "El uso del movimiento celular para activar la curación se encuentra en criaturas que van desde el maresponjas para humanos. Nuestro enfoque los imita y trabaja activamente con las diferentes variedades de células que llegan a nuestro tejido dañado con el tiempo para promover la curación ".
De laboratorio a humanos
Este enfoque es adaptable a diferentes tipos de células, por lo que podría usarse en una variedad de lesiones, como huesos fracturados, tejido cicatricial después de ataques cardíacos y nervios dañados. También se necesitan desesperadamente nuevas técnicas para pacientes cuyas heridas no sanan a pesar deintervenciones actuales, como úlceras del pie diabético, que son la causa principal de amputaciones no traumáticas de la parte inferior de la pierna.
Los TrAP son relativamente fáciles de crear y están completamente hechos por el hombre, lo que significa que se recrean fácilmente en diferentes laboratorios y se pueden ampliar a cantidades industriales. Su adaptabilidad también significa que podrían ayudar a los científicos a crear nuevos métodos para estudios de laboratorio de enfermedades, tallocélulas y desarrollo de tejidos.
Los aptámeros se usan actualmente como medicamentos, lo que significa que ya han demostrado ser seguros y optimizados para uso clínico. Debido a que los TrAP aprovechan los aptámeros que actualmente están optimizados para su uso en humanos, pueden tomar un camino más corto a la clínica que los métodosque comienzan desde la zona cero.
El Dr. Almquist dijo: "La tecnología TrAP proporciona un método flexible para crear materiales que se comuniquen activamente con la herida y brinden instrucciones clave cuando y donde se necesiten. Este tipo de curación inteligente y dinámica es útil durante cada fase del proceso de curación, tiene el potencial de aumentar las posibilidades de recuperación del cuerpo y tiene usos de largo alcance en muchos tipos diferentes de heridas. Esta tecnología tiene el potencial de servir como conductor de reparación de heridas, orquestando diferentes células a lo largo del tiempo para trabajar juntas para sanar dañostejidos "
La investigación fue financiada por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas y Wellcome Trust.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Original escrito por Caroline Brogan. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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