Puedes reparar un corazón roto este Día de San Valentín ahora que los investigadores han inventado un nuevo hidrogel que puede usarse para curar el tejido cardíaco dañado y mejorar los tratamientos contra el cáncer.
La Dra. Elisabeth Prince, investigadora en ingeniería química de la Universidad de Waterloo, se asoció con investigadores de la Universidad de Toronto y la Universidad de Duke para diseñar el material sintético elaborado con nanocristales de celulosa, que se derivan de la pulpa de madera. El material está diseñado para replicar las nanoestructuras fibrosas y las propiedades de los tejidos humanos, recreando así sus propiedades biomecánicas únicas.
La investigación fue publicada recientemente en las Proceedings of the National Academy of Sciences .
"El cáncer es una enfermedad diversa, y dos pacientes con el mismo tipo de cáncer a menudo responderán al mismo tratamiento de maneras muy diferentes", afirmó Prince. "Los organoides tumorales son esencialmente una versión miniaturizada del tumor de un paciente individual que puede usarse para pruebas de fármacos, lo que podría permitir a los investigadores desarrollar terapias personalizadas para un paciente específico".
Como director del Laboratorio de Materiales Poliméricos de Prince, Prince diseña hidrogeles biomiméticos sintéticos para aplicaciones biomédicas. Los hidrogeles tienen una arquitectura nanofibrosa con poros grandes para el transporte de nutrientes y desechos, lo que afecta las propiedades mecánicas y la interacción celular.
Prince, profesor del Departamento de Ingeniería Química de Waterloo, utilizó estos hidrogeles miméticos de tejido humano para promover el crecimiento de réplicas de tumores a pequeña escala derivadas de tejido tumoral donado.
Su objetivo es probar la eficacia de los tratamientos contra el cáncer en los organoides minitumorales antes de administrar el tratamiento a los pacientes, lo que podría permitir terapias personalizadas contra el cáncer. Esta investigación se llevó a cabo junto con el profesor David Cescon en el Centro Oncológico Princess Margaret.
El grupo de investigación de Prince en Waterloo está desarrollando hidrogeles biomiméticos similares que serán inyectables para la administración de fármacos y aplicaciones médicas regenerativas mientras los investigadores de Waterloo continúan liderando la innovación en salud en Canadá.
Su investigación tiene como objetivo utilizar material de hidrogel filamentoso inyectado para regenerar el tejido cardíaco dañado después de un ataque cardíaco. Usó nanofibras como andamio para el nuevo crecimiento y curación del tejido cardíaco dañado.
"Estamos aprovechando el trabajo que comencé durante mi doctorado para diseñar hidrogeles miméticos de tejido humano que puedan inyectarse en el cuerpo humano para brindar terapias y reparar el daño causado al corazón cuando un paciente sufre un ataque cardíaco. " dijo el Príncipe.
La investigación de Prince es única ya que la mayoría de los geles que se utilizan actualmente en ingeniería de tejidos o cultivo celular en 3D no poseen esta arquitectura nanofibrosa. El grupo de Prince utiliza nanopartículas y polímeros como componentes básicos de materiales y desarrolla química para nanoestructuras que imitan con precisión los tejidos humanos.
El siguiente paso en la investigación de Prince es utilizar nanopartículas conductoras para producir geles nanofibrosos conductores de electricidad que puedan usarse para curar el tejido del corazón y del músculo esquelético.
Más información: Elisabeth Prince et al, El hidrogel nanocoloidal imita la estructura y las propiedades mecánicas no lineales de las redes fibrosas biológicas, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2023). DOI:10.1073/pnas.2220755120
Proporcionado por la Universidad de Waterloo
