Una ilustración muestra cómo durante seis semanas, de arriba a abajo, un hidrogel desarrollado en la Universidad de Rice ayuda a remodelar los tejidos. El proceso comienza con la infiltración celular seguida de vascularización, inervación y degradación lenta del hidrogel a medida que es reemplazado por tejido sano. Crédito:Grupo de Investigación Hartgerink
A veces, cuando se invierte en un proyecto, no se da cuenta de las cosas que resultan ser significativas.
Los investigadores del laboratorio de Rice del químico y bioingeniero Jeffrey Hartgerink tuvieron una experiencia similar con los hidrogeles que desarrollaron como un andamio sintético para administrar medicamentos y estimular el crecimiento de células y vasos sanguíneos para tejido nuevo.
Para hacerlo a menudo probaban los geles infundiéndolos antes de la inyección con pequeñas moléculas bioactivas, células o proteínas. De lo que no se dieron cuenta hasta hace poco es de que el hidrogel en sí tiene importantes cualidades terapéuticas.
El laboratorio informó en la revista Elsevier Biomateriales que un hidrogel en particular, un péptido multidominio autoensamblante (MDP) con la secuencia de aminoácidos K2 (SL) 6K2, es de hecho bioactivo.
Una vez que Hartgerink y su equipo comenzaron a investigar el fenómeno, encontraron que incluso sin aditivos, su MDP se infiltra rápidamente por las células huésped, provoca una respuesta inflamatoria temporal, no desarrolla una cápsula fibrosa, apoya la infiltración de una red vascular madura y recluta fibras nerviosas.
"Nos sorprendió encontrar este fuerte efecto en lo que antes habíamos considerado un péptido de control, ", Dijo Hartgerink." Al final resultó que, la estructura y la química inherentes de este péptido, a pesar de ser bastante simple, da como resultado una fuerte respuesta biológica ".
Las pruebas mostraron que los implantes subcutáneos, izquierda, de un hidrogel desarrollado en la Universidad de Rice estimuló el crecimiento de vasos sanguíneos y células a medida que tejido nuevo reemplazaba al gel degradado. Crédito:Grupo de Investigación Hartgerink
El hidrogel, que se puede administrar a través de una jeringa, está diseñado para degradarse durante seis semanas y dejar tejido sano. Debido a que los péptidos están diseñados de abajo hacia arriba para imitar a sus contrapartes naturales, el laboratorio descubrió que crean un entorno óptimo para que los propios sistemas del cuerpo fomenten la curación.
Los investigadores informaron la respuesta inflamatoria natural cuando una sustancia extraña como un hidrogel se introduce en un sistema y atrae células que secretan proteínas involucradas en la infiltración celular. degradación del andamio, vascularización e inervación. Las pruebas con hidrogel inyectado mostraron un aumento "estadísticamente significativo" en la presencia de citocinas que se sabe que provocan una respuesta inflamatoria. así como un aumento de agentes antiinflamatorios, ambos permanecieron estables después del día tres y durante dos semanas.
Ese, Hartgerink dijo:indica que el hidrogel parece aprovechar la capacidad innata del cuerpo para sanar a medida que pasa de un entorno proinflamatorio a uno pro-curativo.
"Como finalmente descubrimos, este péptido excepcional permite que el cuerpo lleve a cabo la curación por sí solo, pero con un impulso significativo, ", dijo." Creemos que el paso clave es el inicial, y muy rapido, infiltración celular. Una vez que estas celdas estén en su lugar, producen todo lo que necesitan para una impresionante respuesta regenerativa, incluyendo angiogénesis y neurogénesis ".
Hartgerink dijo que el laboratorio está buscando la aplicación del péptido para la cicatrización de heridas en úlceras diabéticas.
