El hidrogel a base de péptidos es prometedor para la reparación de tejidos y órganos

Combinando precisión biomédica e ingeniería inspirada en la naturaleza, un equipo dirigido por la Universidad de Ottawa ha creado un material gelatinoso que muestra un enorme potencial para reparar rápidamente una amplia gama de órganos y tejidos dañados en el cuerpo humano.

Una investigación de vanguardia dirigida por el Dr. Emilio I. Alarcón, profesor asociado de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ottawa, podría impactar las vidas de millones de personas en el futuro con hidrogeles peptídicos que podrían cerrar heridas en la piel y administrar terapias al corazón dañado. Músculo y reparar el músculo cardíaco dañado. Córnea.

“Utilizamos péptidos para crear soluciones terapéuticas. El equipo se inspira en la naturaleza para desarrollar soluciones simples para el cierre de heridas y la reparación de tejidos”, dice el Dr. Alarcón, científico y director del grupo de BioIngeniería y Soluciones Terapéuticas (BEaTS) del Instituto del Corazón de la Universidad de Ottawa, cuya investigación pionera es desarrollando nuevos materiales con capacidad de regeneración de tejidos.

Los péptidos son moléculas que se encuentran en los organismos vivos y los hidrogeles son materiales acuosos con una textura gelatinosa que han demostrado ser útiles con fines terapéuticos.

El enfoque adoptado en el estudio, publicado en Advanced Functional Materials y realizado conjuntamente con el Dr. Erik Suuronen y el Dr. Mark Ruel, es único. La mayoría de los hidrogeles estudiados en ingeniería de tejidos son materiales de origen animal y a base de proteínas, pero el biomaterial creado por el equipo colaborativo está reforzado con péptidos diseñados. Esto lo hace más aplicable en la práctica clínica.

Dra. Ruel, profesor del Departamento de Medicina Celular y Molecular de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ottawa y presidente de investigación del Departamento de Cirugía Cardíaca del Instituto del Corazón de la Universidad de Ottawa, dijo que los hallazgos del estudio podrían ser revolucionarios. P>

“A pesar de milenios de evolución, la respuesta humana a la curación de heridas sigue siendo imperfecta”, dice el Dr. Ruel. “Vemos cicatrices irregulares desde incisiones en la piel hasta lesiones oculares y reparaciones cardíacas después de un infarto de miocardio. Los doctores Alarcón, Suuronen y el resto de nuestro equipo llevan casi dos décadas centrados en este problema. La publicación del Dr. Alarcón en Advanced Functional Materials representa una nueva forma de hacer que la curación de heridas, la curación de órganos e incluso las cicatrices básicas después de la cirugía sean mucho más manejables terapéuticamente y, por lo tanto, optimizadas para la salud humana."

Péptidos sintetizados para la reparación instantánea de tejidos blandos. Materiales funcionales avanzados (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

De hecho, la clave es la capacidad de modular el biomaterial peptídico. Los hidrogeles del equipo de la Universidad de Ottawa están diseñados para ser sintonizables, lo que hace que este material duradero se adapte para su uso en una amplia gama de tejidos. Básicamente, la receta de dos componentes se puede modificar para aumentar la adhesividad o disminuir otros componentes dependiendo de la parte del cuerpo que requiera reparación.

“Nos sorprendió mucho la variedad de aplicaciones que nuestros materiales podían lograr”, dice el Dr. Alarcón. "Nuestra tecnología ofrece una solución integrada que se puede personalizar según el tejido objetivo".

Dra. Alarcón también señala que los datos de la investigación sugieren que los efectos terapéuticos de los hidrogeles biomiméticos son altamente efectivos y su uso es significativamente más simple y rentable que otros enfoques regenerativos.

Los materiales se desarrollaron a bajo costo y en un formato escalable, lo cual es extremadamente importante para muchas aplicaciones biomédicas a gran escala. El equipo también desarrolló un sistema de detección rápida que redujo significativamente los costos de desarrollo y los tiempos de prueba.

“Esta importante reducción de costes y tiempo no sólo hace que nuestro material sea más viable económicamente, sino que también acelera su potencial para uso clínico”, afirma el Dr. Alarcón.

¿Cuáles son los próximos pasos del equipo de investigación? Llevarán a cabo grandes ensayos con animales en preparación para las pruebas en humanos. Hasta la fecha, se han realizado pruebas cardíacas y cutáneas en roedores y trabajos corneales ex vivo.