Un'illustrazione mostra come in sei settimane, da cima a fondo, un idrogel sviluppato alla Rice University aiuta il rimodellamento dei tessuti. Il processo inizia con l'infiltrazione cellulare seguita dalla vascolarizzazione, innervazione e lenta degradazione dell'idrogel in quanto viene sostituito da tessuto sano. Credito:Hartgerink Research Group
A volte, quando sei investito in un progetto, non riesci a notare cose che si rivelano significative.
I ricercatori del laboratorio Rice del chimico e bioingegnere Jeffrey Hartgerink hanno avuto un'esperienza del genere con gli idrogel che hanno sviluppato come impalcatura sintetica per fornire farmaci e incoraggiare la crescita di cellule e vasi sanguigni per nuovi tessuti.
Fare così, hanno spesso testato i gel infondendoli prima dell'iniezione con piccole molecole bioattive, cellule o proteine. Quello che non si sono resi conto fino a poco tempo fa era che l'idrogel stesso ha significative qualità terapeutiche.
Il laboratorio riportato sulla rivista Elsevier Biomateriali che un particolare idrogel, un peptide multidominio autoassemblante (MDP) con la sequenza di amminoacidi K2(SL)6K2, è infatti bioattivo.
Una volta che Hartgerink e il suo team hanno iniziato a indagare sul fenomeno, hanno scoperto che anche senza additivi il loro MDP viene rapidamente infiltrato dalle cellule ospiti, provoca una risposta infiammatoria temporanea, non sviluppa una capsula fibrosa, supporta l'infiltrazione di una rete vascolare matura e recluta le fibre nervose.
"Siamo rimasti sorpresi di trovare questo forte effetto in quello che in precedenza avevamo considerato un peptide di controllo, "Ha detto Hartgerink. "Come si è scoperto, la struttura intrinseca e la chimica di questo peptide, pur essendo abbastanza semplice, si traduce in una forte risposta biologica."
I test hanno dimostrato che gli impianti sottocutanei, sinistra, di un idrogel sviluppato alla Rice University ha incoraggiato la crescita dei vasi sanguigni e delle cellule poiché il nuovo tessuto ha sostituito il gel degradante. Credito:Hartgerink Research Group
L'idrogel, che può essere erogato attraverso una siringa, è progettato per degradarsi in sei settimane e lasciare tessuti sani. Poiché i peptidi sono progettati dal basso verso l'alto per imitare le loro controparti naturali, il laboratorio ha scoperto che creano un ambiente ottimale per i sistemi del corpo per incoraggiare la guarigione.
I ricercatori hanno riportato la risposta infiammatoria naturale quando una sostanza estranea come un idrogel viene introdotta in un sistema e attira cellule che secernono proteine coinvolte nell'infiltrazione cellulare, degrado dell'impalcatura, vascolarizzazione e innervazione. I test sull'idrogel iniettato hanno mostrato un aumento "statisticamente significativo" della presenza di citochine note per provocare una risposta infiammatoria, così come un aumento degli agenti antinfiammatori, entrambi sono rimasti stabili dopo il terzo giorno e per due settimane.
Quella, Hartgerink ha detto, indica che l'idrogel sembra sfruttare la capacità innata del corpo di guarire mentre passa da un ambiente pro-infiammatorio a un ambiente pro-guarigione.
"Come abbiamo scoperto alla fine, questo eccezionale peptide consente al corpo di effettuare da solo la guarigione, ma con una spinta significativa, " ha detto. "Crediamo che il passo chiave sia l'iniziale, e molto rapido, infiltrazione cellulare. Una volta che queste cellule sono in posizione, producono tutto ciò di cui hanno bisogno per una risposta rigenerativa impressionante, comprese l'angiogenesi e la neurogenesi".
Hartgerink ha detto che il laboratorio sta perseguendo l'applicazione del peptide per la guarigione delle ferite nelle ulcere diabetiche.
