L'idrogel a base di peptidi si mostra promettente per la riparazione di tessuti e organi

Unendo precisione biomedica e ingegneria ispirata alla natura, un team guidato dall'Università di Ottawa ha creato un materiale gelatinoso che mostra un enorme potenziale per riparare rapidamente un'ampia gamma di organi e tessuti danneggiati nel corpo umano.

La ricerca all'avanguardia condotta dal dottor Emilio I. Alarcon, professore associato presso la Facoltà di Medicina dell'Università di Ottawa, potrebbe avere un impatto sulla vita di milioni di persone in futuro con idrogel peptidici che potrebbero chiudere le ferite della pelle e fornire terapie al cuore danneggiato muscolo e riparare il muscolo cardiaco danneggiato. Cornea.

"Utilizziamo i peptidi per creare soluzioni terapeutiche. Il team si sta ispirando alla natura per sviluppare soluzioni semplici per la chiusura delle ferite e la riparazione dei tessuti”, afferma il dottor Alarcon, scienziato e direttore del gruppo BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) presso l’Università di Ottawa Heart Institute, la cui ricerca pionieristica è sviluppare nuovi materiali con la capacità di rigenerazione dei tessuti.

I peptidi sono molecole presenti negli organismi viventi e gli idrogel sono materiali acquosi con una consistenza gelatinosa che si sono rivelati utili per scopi terapeutici.

L'approccio adottato nello studio, pubblicato in Advanced Functional Materials e condotto congiuntamente al Dr. Erik Suuronen e al Dr. Mark Ruel, è unico. La maggior parte degli idrogel studiati nell'ingegneria dei tessuti sono materiali di derivazione animale e a base proteica, ma il biomateriale creato dal team di collaborazione è rinforzato con peptidi ingegnerizzati. Ciò lo rende più applicabile nella pratica clinica.

Il dott. Ruel, professore presso il Dipartimento di Medicina Cellulare e Molecolare presso la Facoltà di Medicina dell'Università di Ottawa e presidente della ricerca presso il Dipartimento di cardiochirurgia presso l'Università di Ottawa Heart Institute, ha affermato che i risultati dello studio potrebbero essere rivoluzionari. p>

"Nonostante millenni di evoluzione, la risposta umana alla guarigione delle ferite rimane ancora imperfetta", afferma il Dott. Ruel. “Vediamo cicatrici irregolari da incisioni cutanee a lesioni agli occhi fino alla riparazione cardiaca dopo un infarto del miocardio. I dottori Alarcon, Suuronen e il resto della nostra équipe si concentrano su questo problema da quasi due decenni. La pubblicazione del Dr. Alarcón su Advanced Functional Materials rappresenta un nuovo modo per rendere la guarigione delle ferite, la guarigione degli organi e persino le cicatrici di base dopo un intervento chirurgico molto più gestibili dal punto di vista terapeutico e quindi ottimizzati per la salute umana."

Peptidi sintetizzati per la riparazione istantanea dei tessuti molli. Materiali funzionali avanzati (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

In effetti, la chiave è la capacità di modulare il biomateriale peptidico. Gli idrogel del team dell’Università di Ottawa sono progettati per essere sintonizzabili, rendendo questo materiale durevole e adattabile all’uso in un’ampia gamma di tessuti. In sostanza, la ricetta a due componenti può essere modificata per aumentare l'adesività o diminuire altri componenti a seconda della parte del corpo che necessita di riparazione.

"Siamo rimasti molto sorpresi dalla gamma di applicazioni che i nostri materiali potevano ottenere", afferma il Dott. Alarcon. "La nostra tecnologia offre una soluzione integrata personalizzabile a seconda del tessuto target."

Il dott. Alarcon rileva inoltre che i dati della ricerca suggeriscono che gli effetti terapeutici degli idrogel biomimetici sono altamente efficaci e il loro utilizzo è significativamente più semplice ed economico rispetto ad altri approcci rigenerativi.

I materiali sono stati sviluppati a basso costo e in un formato scalabile, il che è estremamente importante per molte applicazioni biomediche su larga scala. Il team ha inoltre sviluppato un sistema di screening rapido che ha ridotto significativamente i costi di sviluppo e i tempi di test.

"Questa significativa riduzione dei costi e dei tempi non solo rende il nostro materiale più sostenibile dal punto di vista economico, ma ne accelera anche il potenziale per l'uso clinico", afferma il Dott. Alarcon.

Quali sono i prossimi passi per il gruppo di ricerca? Condurranno sperimentazioni su animali di grandi dimensioni in preparazione alla sperimentazione umana. Fino ad oggi sono stati condotti test cardiaci e cutanei sui roditori e il lavoro sulla cornea è stato eseguito ex vivo.