La administración de medicamentos de forma segura y precisa es de gran interés para los investigadores y, por supuesto, a las personas que los necesitan. También lo es restaurar la función de las partes del cuerpo dañadas. Jin K. Montclare, profesor asociado de ingeniería química y biomolecular en la NYU Tandon School of Engineering, ha dado un gran paso hacia el cumplimiento de estos dos objetivos.

Su laboratorio desarrolló recientemente un polímero de proteínas, específicamente un copolímero tribloque diseñado por proteínas, que puede autoensamblarse en hidrogeles. Redes absorbentes de cadenas poliméricas naturales o sintéticas. Como se detalla en un artículo publicado en Biomacromoléculas , estos materiales se pueden usar para llevar medicamentos a una parte del cuerpo específica, como una rodilla; y en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos, que usa celdas, Ingenieria, y bioquímicos para mejorar o reemplazar las células humanas, tejidos, u órganos.

La parte más notable de su obra, ella dice, "está tratando de formar hidrogeles. No es una hazaña trivial". Anteriormente, los científicos lograron fabricar hidrogeles a partir de polímeros sintéticos; a diferencia de, los diseñados en el laboratorio de Montclare para la ingeniería y el diseño de proteínas se derivan de la naturaleza y son biodegradables. Los hidrogeles de proteínas de ingeniería tienen muchas ventajas potenciales:son biomateriales excelentes porque son flexibles en forma y tamaño, y en el caso de los hidrogeles de Montclare, pueden unirse a una pequeña molécula o fármaco, protegiéndolo así de la degradación.

Después de hacer las proteínas, Montclare añadió curcumina, un compuesto químico natural que se encuentra en la cúrcuma, que puede reducir la hinchazón y ayudar a aliviar el dolor y la inflamación, además de servir para combatir cánceres. Luego, los ingredientes se autoensamblaron en un gel que encapsuló la curcumina.

"Los nuestros son los primeros hidrogeles de proteínas con integridad mecánica diseñada para poder encapsular fármacos específicamente, acercándolos a su uso en aplicaciones biomédicas, "Dice Montclare. Debido a que son geles blandos, son potencialmente inyectables y se pueden infundir con agentes terapéuticos o células que podrían reemplazar la cirugía y aliviar el dolor. "Esto podría revolucionar el tratamiento, ", agrega." Eso es años después, pero ahí es donde se dirige mi mente ". Los hidrogeles podrían ser especialmente útiles para reparar el cartílago dañado, un efecto doloroso de la osteoartritis, que afecta a unos 30 millones de estadounidenses, una cifra que se espera que aumente a más del doble para el año 2040.

Otro uso potencial de los hidrogeles de proteínas es la terapia génica, donde los genes normales reemplazan a los faltantes o defectuosos como una forma de corregir los trastornos genéticos. Los hidrogeles posiblemente podrían atrapar genes y ácidos nucleicos y usarlos para tratar problemas genéticos. Eso requerirá más investigación, Montclare señala, porque el material con el que trabajan actualmente es neutro y tendría que estar cargado positivamente para interactuar con el ácido nucleico cargado negativamente para que funcione la terapia génica.

Los próximos pasos de su laboratorio incluyen el cultivo de tipos específicos de células para ver si se pueden usar como andamios para hacer crecer un tejido en particular. El objetivo es poder cultivar geles para que sean compatibles en firmeza o integridad mecánica con la parte del cuerpo a la que están dirigidos. como el cartílago.