_ „Titeii” cu peptide aliniate ar putea permite țesuturile biologice cultivate în laborator

O echipă de chimiști și bioingineri de la Universitatea Rice și Universitatea din Houston au atins o etapă semnificativă în munca lor de a crea un biomaterial care poate fi folosit pentru a crește țesuturi biologice în afara omului corp.

Dezvoltarea unui nou proces de fabricație pentru a crea hidrogeluri din nanofibre aliniate ar putea oferi noi posibilități de regenerare a țesuturilor după leziuni și ar putea oferi o modalitate de a testa candidați medicamente terapeutice fără utilizarea animalelor.

Echipa de cercetare, condusă de Jeffrey Hartgerink, profesor de chimie și bioinginerie, a dezvoltat hidrogeluri pe bază de peptide care imită structura aliniată a țesuturilor musculare și nervoase. Alinierea este esențială pentru funcționalitatea țesuturilor, dar este o caracteristică dificilă de reprodus în laborator, deoarece implică alinierea celulelor individuale.

De peste zece ani, echipa a proiectat peptide multidomeniu (MDPs). ) care se autoasamblează în nanofibre. Acestea seamănă cu proteinele fibroase care se găsesc în mod natural în organism, la fel ca o pânză de păianjen la scară nanometrică.

În cel mai recent studiu, publicat în jurnalul ACS Nano, cercetătorii au descoperit o nouă metodă de a crea „fidea” din nanofibră MDP aliniată. „

Prin dizolvarea mai întâi a peptidelor în apă și apoi extrudarea lor într-o soluție sărată, ei au reușit să creeze nanofibre peptidice aliniate, cum ar fi fire răsucite de frânghie mai mici decât o celulă. Prin creșterea concentrației de ioni, sau sare, în soluție și repetarea procesului, au obținut o aliniere și mai mare a nanofibrelor.

„Descoperirile noastre demonstrează că metoda noastră poate produce nanofibre peptidice aliniate care ghidează eficient celulele. creștere în direcția dorită”, a explicat autorul principal Adam Farsheed, care și-a primit recent doctoratul. în bioinginerie de la Rice.

„Acesta este un pas crucial către crearea de țesuturi biologice funcționale pentru aplicații de medicină regenerativă.”

Una dintre descoperirile cheie ale studiului a fost o descoperire neașteptată: când alinierea nanofibrelor peptidice a fost prea puternică, celulele nu se mai aliniau. Investigații ulterioare au arătat că celulele trebuiau să poată „trage” nanofibrele peptidice pentru a recunoaște alinierea. Când nanofibrele au fost prea rigide, celulele nu au putut să exercite această forță și nu au reușit să se aranjeze în configurația dorită.

„Această perspectivă asupra comportamentului celulelor ar putea avea implicații mai largi pentru ingineria țesuturilor și proiectarea biomaterialelor”. a spus Hartgerink.

„Înțelegerea modului în care celulele interacționează cu aceste materiale la scară nanometrică ar putea duce la strategii mai eficiente pentru construirea țesuturilor.”

Co-autorii studiului suplimentar de la Rice includ departamentul de chimie Ph.D. .D. absolvenții Tracy Yu și Carson Cole, studentul absolvent Joseph Swain și cercetătorul Adam Thomas. Cercetătorul de licență în bioinginerie Jonathan Makhoul, studentul absolvent Eric Garcia Huitron și profesorul K. Jane Grande-Allen au fost, de asemenea, co-autori ai studiului. Echipa de cercetători de la Universitatea din Houston include Ph.D. student Christian Zevallos-Delgado, asistent de cercetare Sajede Saeidifard, profesor asistent de cercetare Manmohan Singh și profesor de inginerie Kirill Larin.

(Fluierul)