Ang hydrogel na nakabatay sa peptide ay nagpapakita ng pangako para sa pag-aayos ng tissue at organ

Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng biomedical precision at nature-inspired engineering, ang isang pangkat ng mga siyentipiko na pinamumunuan ng University of Ottawa ay lumikha ng isang gel-like material na nagpapakita ng napakalaking potensyal para sa mabilis na pag-aayos ng malawak na hanay ng mga nasirang organ at tissue sa katawan ng tao.

Ang makabagong pananaliksik na pinamumunuan ng Associate Professor ng University of Ottawa Faculty of Medicine na si Dr. Emilio I. Alarcon ay maaaring makaapekto sa buhay ng milyun-milyong tao sa hinaharap gamit ang mga peptide hydrogel na maaaring magseal ng mga sugat sa balat, maghatid ng mga therapeutics sa nasirang kalamnan ng puso at mag-ayos ng mga nasirang cornea.

"Gumagamit kami ng mga peptide upang lumikha ng mga therapeutic solution. Ang koponan ay kumukuha ng inspirasyon mula sa kalikasan upang bumuo ng mga simpleng solusyon para sa pagsasara ng sugat at pag-aayos ng tissue," sabi ni Dr. Alarcon, isang scientist at direktor ng grupong BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) sa University of Ottawa Heart Institute, na ang pangunguna sa pananaliksik ay nakatutok sa pagbuo ng mga bagong materyales na may mga kakayahan sa pagbabagong-buhay ng tissue.

Ang mga peptide ay mga molekula na matatagpuan sa mga buhay na organismo, at ang mga hydrogel ay isang water-based na materyal na may parang gel na texture na napatunayang kapaki-pakinabang para sa mga layuning panterapeutika.

Ang diskarte na ginamit sa pag-aaral, na inilathala sa Advanced Functional Materials at co-lead ni Dr. Erik Suuronen at Dr. Mark Ruel, ay natatangi. Karamihan sa mga hydrogel na pinag-aralan sa tissue engineering ay nagmula sa hayop at nakabatay sa protina, ngunit ang biomaterial na nilikha ng pinagsamang koponan ay pinahusay ng mga engineered peptides. Ginagawa nitong mas naaangkop sa klinikal na kasanayan.

Si Dr. Ruel, isang propesor sa Department of Cellular and Molecular Medicine sa University of Ottawa's Faculty of Medicine at chair of research sa Division of Cardiac Surgery sa University of Ottawa Heart Institute, ay naniniwala na ang mga natuklasan ng pag-aaral ay maaaring maging rebolusyonaryo.

"Sa kabila ng millennia ng ebolusyon, ang tugon ng tao sa pagpapagaling ng sugat ay nananatiling hindi perpekto," sabi ni Dr. Ruel. "Nakikita namin ang abnormal na pagkakapilat mula sa mga hiwa ng balat hanggang sa mga pinsala sa mata sa pag-aayos ng puso pagkatapos ng atake sa puso. Si Dr. Alarcón, Suuronen, at ang iba pa sa aming koponan ay nakatuon sa problemang ito sa loob ng halos dalawang dekada. Ang papel ni Dr. Alarcón sa Advanced Functional Materials ay kumakatawan sa isang bagong paraan upang makagawa ng pagpapagaling ng sugat, pagpapagaling ng organ, at maging ang pangunahing pagkakapilat pagkatapos ng operasyon ng tao at samakatuwid ay na-optimize para sa kalusugan ng tao.

Synthesized peptides para sa instant soft tissue repair. Advanced Functional Materials (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Sa katunayan, ang susi ay ang kakayahang baguhin ang peptide biomaterial. Ang mga hydrogel ng koponan ng Unibersidad ng Ottawa ay idinisenyo upang maging nako-customize, na ginagawang madaling ibagay ang matigas na materyal para magamit sa isang malawak na hanay ng mga tisyu. Sa esensya, ang recipe na may dalawang bahagi ay maaaring i-tweake para tumaas ang adhesiveness o bawasan ang iba pang mga bahagi, depende sa bahagi ng katawan na nangangailangan ng pagkumpuni.

"Labis kaming nagulat sa hanay ng mga aplikasyon na maaaring makamit ng aming mga materyales," sabi ni Dr. Alarcon. "Nag-aalok ang aming teknolohiya ng pinagsama-samang solusyon na naka-customize depende sa target na tissue."

Sinabi rin ni Dr. Alarcon na ang mga pag-aaral na ito ay nagmumungkahi na ang mga panterapeutika na epekto ng biomimetic hydrogels ay lubos na epektibo at ang kanilang paggamit ay mas simple at mas matipid kaysa sa iba pang mga diskarte sa pagbabagong-buhay.

Ang mga materyales ay binuo sa mababang halaga at sa isang nasusukat na format, na isang kritikal na kalidad para sa maraming malakihang biomedical na aplikasyon. Ang koponan ay bumuo din ng isang mabilis na screening system na makabuluhang nabawasan ang mga gastos sa pagpapaunlad at mga oras ng pagsubok.

"Ang makabuluhang pagbawas sa gastos at oras na ito ay hindi lamang ginagawang mas matipid ang aming materyal, ngunit pinabilis din ang potensyal nito para sa klinikal na paggamit," sabi ni Dr. Alarcon.

Ano ang mga susunod na hakbang para sa pangkat ng pananaliksik? Magsasagawa sila ng malalaking pagsubok sa hayop bilang paghahanda sa pagsusuri sa tao. Sa ngayon, ang mga pagsubok sa puso at balat ay isinagawa sa mga daga, at ang gawain ng kornea ay ginawa nang ex vivo.