Puoi curare un cuore spezzato questo San Valentino, ora che i ricercatori hanno inventato un nuovo idrogel che può essere utilizzato per guarire il tessuto cardiaco danneggiato e migliorare i trattamenti contro il cancro.
La dottoressa Elisabeth Prince, ricercatrice di ingegneria chimica dell'Università di Waterloo, ha collaborato con ricercatori dell'Università di Toronto e della Duke University per progettare il materiale sintetico realizzato utilizzando nanocristalli di cellulosa, derivati dalla pasta di legno. Il materiale è progettato per replicare le nanostrutture fibrose e le proprietà dei tessuti umani, ricreando così le sue proprietà biomeccaniche uniche.
La ricerca è stata recentemente pubblicata negli Proceedings of the National Academy of Sciences .
"Il cancro è una malattia diversa e due pazienti con lo stesso tipo di cancro spesso rispondono allo stesso trattamento in modi molto diversi", ha detto Prince. "Gli organoidi tumorali sono essenzialmente una versione miniaturizzata del tumore di un singolo paziente che può essere utilizzata per test farmacologici, il che potrebbe consentire ai ricercatori di sviluppare terapie personalizzate per un paziente specifico."
In qualità di direttore del Prince Polymer Materials Lab, Prince progetta idrogel biomimetici sintetici per applicazioni biomediche. Gli idrogel hanno un'architettura nanofibrosa con grandi pori per il trasporto di nutrienti e rifiuti, che influiscono sulle proprietà meccaniche e sull'interazione cellulare.
Prince, professore presso il Dipartimento di ingegneria chimica di Waterloo, ha utilizzato questi idrogel mimetici dei tessuti umani per promuovere la crescita di repliche tumorali su piccola scala derivate da tessuto tumorale donato.
Il suo obiettivo è testare l’efficacia dei trattamenti antitumorali sugli organoidi mini-tumorali prima di somministrare il trattamento ai pazienti, consentendo potenzialmente terapie antitumorali personalizzate. Questa ricerca è stata condotta insieme al professor David Cescon presso il Princess Margaret Cancer Center.
Il gruppo di ricerca di Prince a Waterloo sta sviluppando idrogel biomimetici simili da iniettare per la somministrazione di farmaci e applicazioni mediche rigenerative, mentre i ricercatori di Waterloo continuano a guidare l'innovazione sanitaria in Canada.
La sua ricerca mira a utilizzare materiale idrogel filamentoso iniettato per far ricrescere il tessuto cardiaco danneggiato dopo un infarto. Ha utilizzato le nanofibre come impalcatura per la ricrescita e la guarigione del tessuto cardiaco danneggiato.
"Stiamo sviluppando il lavoro che ho iniziato durante il mio dottorato di ricerca per progettare idrogel mimetici dei tessuti umani che possano essere iniettati nel corpo umano per fornire terapie e riparare il danno causato al cuore quando un paziente subisce un infarto, " ha detto il principe.
La ricerca di Prince è unica poiché la maggior parte dei gel attualmente utilizzati nell’ingegneria dei tessuti o nella coltura cellulare 3D non possiede questa architettura nanofibrosa. Il gruppo di Prince utilizza nanoparticelle e polimeri come elementi costitutivi per i materiali e sviluppa la chimica per nanostrutture che imitano accuratamente i tessuti umani.
Il prossimo passo nella ricerca di Prince consiste nell'utilizzare nanoparticelle conduttive per produrre gel nanofibrosi elettricamente conduttivi che possono essere utilizzati per curare il cuore e il tessuto muscolare scheletrico.
Ulteriori informazioni: Elisabeth Prince et al, L'idrogel nanocolloidale imita la struttura e le proprietà meccaniche non lineari delle reti fibrose biologiche, Atti dell'Accademia nazionale delle scienze (2023). DOI:10.1073/pnas.2220755120
Fornito dall'Università di Waterloo
