Los hidrogeles para la curación, sintetizados a partir de las moléculas por los bioingenieros de la Universidad de Rice, están unos pasos más cerca de la clínica.
Los investigadores y colaboradores de Rice en el Texas Heart Institute THI han establecido un conjunto básico de hidrogeles inyectables que prometen ayudar a sanar heridas, administrar medicamentos y tratar el cáncer. Críticamente, han analizado cómo los hidrogeles químicamente distintos provocan la respuesta inflamatoria del cuerpo-- o no.
Los hidrogeles desarrollados en Rice están diseñados para ser inyectables y crear una imitación de los andamios celulares en un lugar deseado. Sirven como marcadores de posición mientras el cuerpo alimenta naturalmente nuevos vasos sanguíneos y células en el andamio, que se degrada con el tiempo para dejar tejido natural ensu lugar. Los hidrogeles también pueden llevar indicaciones químicas o biológicas que determinan la estructura del andamio o la afinidad con el tejido circundante.
El estudio dirigido por el químico y bioingeniero Jeffrey Hartgerink y la estudiante graduada Tania Lopez-Silva en Rice y Darren Woodside, vicepresidenta de investigación y directora de citometría de flujo y núcleo de imágenes en THI, demuestra que debería ser posible sintonizar hidrogeles de péptidos multidominiopara producir una respuesta inflamatoria apropiada para lo que están tratando.
La investigación aparece en Biomateriales .
"Hemos estado trabajando en hidrogeles basados en péptidos durante varios años y hemos producido alrededor de 100 tipos diferentes", dijo Hartgerink. "En este documento, queríamos retroceder un poco y comprender algunas de las formas fundamentales enque modifican ambientes biológicos "
Los investigadores querían saber específicamente cómo los hidrogeles sintéticos influyen en la respuesta inflamatoria del medio ambiente. El estudio de dos años ofreció la primera oportunidad de probar una variedad de hidrogeles biocompatibles para determinar los niveles de respuesta inflamatoria que desencadenan.
"Por lo general, pensamos que la inflamación es mala", dijo Hartgerink. "Eso se debe a que la inflamación a veces se asocia con el dolor, ya nadie le gusta el dolor. Pero la respuesta inflamatoria también es extremadamente importante para la curación de heridas y para eliminar la infección.
"No queremos inflamación cero; queremos inflamación apropiada", dijo. "Si queremos curar heridas, la inflamación es buena porque comienza el proceso de reconstrucción de la vasculatura. Recluta todo tipo de células que son regenerativas paraese sitio "
Los laboratorios probaron cuatro tipos básicos de hidrogel, dos con carga positiva y dos negativos, para ver qué tipo de inflamación desencadenarían. Descubrieron que los hidrogeles cargados positivamente desencadenaron una respuesta inflamatoria mucho más fuerte que los cargados negativamente.
"Entre los materiales positivos, dependiendo de la química que genera esa carga, podemos generar una respuesta inflamatoria fuerte o moderada", dijo Hartgerink. "Si está buscando curar heridas, realmente desea una respuesta moderada,y vimos eso en uno de los cuatro materiales.
"Pero si desea someterse a un tratamiento contra el cáncer, la respuesta inflamatoria más alta podría ser más efectiva", dijo. "Para algo como la administración de medicamentos, donde la inflamación no es útil, uno de los materiales con carga negativa podría ser mejor".
"Básicamente, estamos sentando las bases para comprender cómo desarrollar materiales en torno a las respuestas inflamatorias que provocan estos materiales. Eso nos dará nuestra mejor oportunidad de éxito"
El equipo de THI ayudó a analizar la respuesta celular a los hidrogeles a través de citometría de flujo multidimensional.
"Los resultados de este trabajo sientan las bases para adaptar específicamente la entrega de un agente terapéutico por un vehículo de entrega que sea funcionalmente relevante y predecible", dijo Woodside. "Además de administrar medicamentos, estos hidrogeles también son compatibles con una variedad de tipos de células.
"Uno de los problemas con las terapias con células madre en la actualidad es que las células transferidas adoptivamente no permanecen necesariamente en grandes cantidades en el sitio de inyección", dijo. "Mezclando estos hidrogeles relativamente inertes y cargados negativamente con células madre antes de la inyecciónpuede superar esta limitación "
Hartgerink dijo que el trabajo es fundamental, más que orientado a una aplicación específica, pero es importante para el objetivo a largo plazo de llevar hidrogeles sintéticos a la clínica ". Hemos estado especulando sobre muchas de las cosas que consideramos buenas ycierto sobre este material, y ahora tenemos una mejor comprensión mecanicista de por qué son, de hecho, cierto ", dijo Hartgerink.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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