Vědci z Columbia University Engineering vyvinuli léčivý gel vyrobený z jogurtu, který by mohl pokročit v opravě lidské tkáně. Injekční HydrogelVyrobeno extracelulárními vezikuly odvozenými od mléka a poskytuje nové rámce pro regenerativní medicínu integrací přírodních biologických signálů s biokompatibilními materiály.
Extracelulární vezikuly, neboli EV, jsou malé částice vylučované buňkami, které transportují proteiny a genetický materiál, aby umožnily komplexní buněčnou komunikaci.
Studie zveřejněná 25. července v Matter byla vedena Santiago Correa, docentkou biomedicínského inženýrství v Columbii. Jeho tým vyvinul injekční hydrogelovou platformu, která integruje EV odvozené z mléka k řešení dlouhodobých problémů při budování biomateriálů schopných podporovat opravu tkáně.
Vesikuly odvozené od jogurtu jako průlom
V práci skupina Correa navrhla hydrogel, kde EV hrají dvojí roli: dodávání bioaktivních signálů a vytváření strukturálních propojení s biokompatibilními polymery.
K překonání omezení nabídky, která omezují výzkum EV, se tým obrátil na nekonvenční zdroj – jogurt. Tyto vezikuly odvozené od jogurtu umožnily hydrogelu napodobovat živou tkáň a interagovat s blízkými buňkami, aby podporovaly hojení, což eliminovalo potřebu dalších chemických přísad.
„Tento projekt začal jako základní otázka, jak stavět hydrogely založené na EV,“ řekla Correa. „Yogurt EVS nám dal praktický nástroj, ale ukázalo se, že jsou více než modelem. Zjistili jsme, že mají vlastní regenerační potenciál, který otevírá dveře novým, přístupným terapeutickým materiálům.“
Kolaborativní výzkum na kontinentech
Correa řídí laboratoř imuno -geineringové laboratoře v Columbii a je členem Komplexního rakovinného centra Herberta Irvinga. Spolupracoval s členem fakulty Columbia Engineering Kam Leong a výzkumníky z University of Padova v Itálii, včetně Elisa Cimetta a postgraduálního studenta Caterina Piunti.
Tým Padova přispěl odborné znalosti v oblasti zemědělských zdrojů EV a doplňoval práci Correa v nanomateriálech a polymerních hydrogelech. The křížové disciplinární úsilí prokázali, jak lze zemědělské zdroje kombinovat s pokročilým inženýrstvím za účelem vytvoření nových biomateriálů.
Potenciál pro terapie nové generace
Testy potvrdily kompatibilitu jogurtu EV hydrogelu s savčími a bakteriálními váčci a ukázaly se, že se může přizpůsobit více zdrojům. Tato všestrannost by mohla vést k aplikacím v hojení ran a regenerativní medicíně, kde současná léčba často nedokáže podporovat dlouhodobou opravu tkáně.
Brzy experimenty U imunokompetentních myší ukázala, že hydrogel je biokompatibilní a stimuluje rychlý růst krevních cév, což je kritický faktor regenerace tkáně. Materiál také podporoval imunitní prostředí bohaté na protizánětlivé buňky, které mohou podporovat léčení.
Vědci nyní zkoumají, jak tato imunitní reakce může pomoci opravit tkáň v budoucích terapiích. „Schopnost navrhnout materiál, který úzce napodobuje přirozené prostředí těla a zároveň urychlit proces hojení, otevírá nový svět možností regenerativní medicíny,“ řekl Artemis Margaronos, vysokoškolský výzkumný pracovník a spoluautor studie.
„Momenty, jako jsou tyto, mi připomínají, proč je výzkumné pole v biomedicínském inženýrství vždy na vrcholu něčeho vzrušujícího.“
