Las gotas de gel del tamaño de un micrómetro pueden proporcionar la arquitectura extracelular necesaria para que las células crezcan y proliferen. Los geles portadores de células, hecho de péptidos ultracortos autoensamblados que forman redes de nanofibras de apoyo, podría inyectarse en el tejido isquémico que necesita reactivación con nuevos vasos sanguíneos.

"Nuestros microgeles son únicos porque están hechos de solo cuatro aminoácidos, que es el péptido autoensamblante más corto utilizado para fabricar microgeles hasta ahora, "dice la bioingeniera de KAUST Charlotte Hauser, quien dirigió el estudio. "Esta estructura ultracorta reduce el costo y el tiempo de síntesis de péptidos".

Los científicos han estado experimentando con varios enfoques para fabricar tejidos similares a los humanos que se pueden utilizar para terapias regenerativas. Los péptidos ultracortos de autoensamblaje tienen una ventaja sobre otros materiales porque pueden unirse para formar una arquitectura similar a la que sostiene las células en el tejido vivo. También se pueden fabricar a partir de péptidos sintetizados químicamente que no causan rechazo inmunológico por parte del cuerpo y se modifican y mejoran fácilmente para la producción en masa.

Hauser y su equipo habían estado investigando la fabricación de microgeles utilizando péptidos ultracortos de autoensamblaje hechos de tres y seis aminoácidos. Pero estaban luchando por optimizar el proceso de gelificación que anima a las redes de péptidos a formarse en gotas de tamaño y forma adecuados.

Entonces experimentaron con péptidos hechos de cuatro aminoácidos. Luego, el péptido más prometedor se hizo uniendo los aminoácidos isoleucina, valina, fenilalanina y lisina, seguido de la adición de un grupo acetilo en un extremo y un grupo amida en el otro. Muchos de estos péptidos se colocan en una solución acuosa donde se unen de una manera específica que finalmente forma una red fibrosa.

La solución que contiene fibra se coloca a través de un dispositivo de microfluidos que contiene aceite, sal y detergente. A medida que la solución se mueve a través del dispositivo, se convierte en un gel y se rompe en gotitas.

Las gotas son rígidas elástico y fuerte, y conservan su forma y tamaño incluso cuando se exponen a la esterilización, radiación ultravioleta o agitación.

El equipo cultivó con éxito células endoteliales de vasos sanguíneos en las superficies de las gotitas. Estos microgeles cargados de células se inyectaron en un hidrogel a granel hecho de los mismos péptidos ultracortos que también contenían fibroblastos, un tipo de célula involucrada en la cicatrización de heridas. Próximo, las células endoteliales que ya proliferaban se extendían radialmente desde los microgeles y se ramificaban en vasos sanguíneos tubulares.

"Planeamos más pruebas en nuestros microgeles para desarrollar soluciones terapéuticas avanzadas para heridas a largo plazo y úlceras diabéticas, "dice el estudiante de doctorado de KAUST Gustavo Ramirez-Calderon.

Esto requerirá mucha investigación. El equipo probará sustancias en busca de nuevas propiedades de microgel y buscará formas de agregar señales biológicas a los microgeles que puedan desencadenar la formación de vasos sanguíneos. fibras nerviosas o tejido óseo. Están buscando formas de hacer que los microgeles sean aún más suaves para que puedan albergar células en su interior. Finalmente, su objetivo es probar sus microgeles para tratar la isquemia en ratones.