Los científicos han creado por primera vez un hidrogel inyectable que incorpora de antemano moléculas bioactivas específicas de tejido a través de nuevos reticuladores. El hidrogel descrito tiene un gran potencial para su uso en ingeniería de tejidos.
Tejido La ingeniería es el desarrollo de sustitutos de tejidos y órganos (construcciones celulares tridimensionales) que tienen propiedades similares a las de los tejidos naturales. Ingeniería de tejidos tiene como objetivo restaurar, preservar o mejorar las funciones de los tejidos mediante el uso de estos andamios biológicamente activos. Sintético hidrogel Los polímeros han sido aclamados como candidatos prometedores para proporcionar tales armazones mecánicos debido a su composición única y similitudes estructurales con la matriz extracelular natural. Los hidrogeles imitan los entornos de los tejidos y los reticulantes de los hidrogeles ayudan al material a mantener su estructura incluso cuando ha absorbido grandes cantidades de agua. Sin embargo, los hidrogeles disponibles en la actualidad son biológicamente inertes y, por lo tanto, no pueden actuar de forma independiente para impulsar una función biológica adecuada. Requieren la adición de biomoléculas compatibles (por ejemplo, factores de crecimiento, ligandos adhesivos), lo que los convierte en una parte imprescindible de los hidrogeles.
En un estudio publicado el 11 de junio en Science Advances, los científicos han desarrollado un nuevo hidrogel inyectable modular que utiliza un reticulante llamado PdBT, un compuesto biodegradable, para reticular el polímero de hidrogel para crear un hidrogel bioactivo hinchado. El PdBT incorpora moléculas bioactivas anclándolas en los reticulantes químicos en el hidrogel. Las biomoléculas específicas se pueden mezclar simplemente con PdBT a temperatura ambiente y, al hacerlo, las moléculas bioactivas se convierten en una parte integrada del hidrogel. Un sistema de este tipo, desarrollado por primera vez, tiene la capacidad de unirse a biomoléculas específicas de tejido a temperatura ambiente para funcionalizarse sin necesidad de ninguna inyección secundaria o sistema posterior.
Las biomoléculas añadidas permanecen ancladas al hidrogel y pueden presentarse directamente al tejido diana. Esto evita la difusión al área fuera del área objetivo evitando consecuencias no deseadas como inactivación o crecimiento de tejido redundante. Se realizaron experimentos en hueso y cartílago utilizando monómeros específicos de PdBT mediante la adición de funcionalidad mediante la incorporación de péptido N-cadherina hidrófobo asociado al cartílago y un péptido de proteína morfogenética ósea hidrófila, y un glucosaminoglicano derivado del cartílago, el sulfato de condroitina. Esta mezcla de hidrogel se puede inyectar directamente en el tejido objetivo. Las biomoléculas incorporadas en el hidrogel entran en contacto con las células madre mesenquimales del tejido del huésped y las "atraen" para que se agreguen al área objetivo para "sembrar" o iniciar un nuevo crecimiento. Una vez que crece el tejido nuevo, el hidrogel se degrada y desaparece.
El nuevo hidrogel descrito en el estudio actual se puede preparar a temperatura ambiente para su uso inmediato y se puede personalizar en consecuencia para diferentes tejidos. El sencillo proceso de preparación evita la degradación térmica de las biomoléculas, lo que ha sido un problema con los hidrogeles anteriores, ya que esto afecta su actividad biológica. Los hidrogeles bioactivos pueden ayudar a regenerar huesos, cartílagos, piel y otros tejidos. Esta nueva técnica que utiliza un hidrogel bioactivo inyectable que tiene propiedades favorables tiene un gran potencial para su uso en ingeniería de tejidos.
***
{Puede leer el trabajo de investigación original haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}
Fuentes)
Guo JL y col. 2019. Reticulantes de hidrogel modulares, específicos de tejido y biodegradables para ingeniería de tejidos. Avances científicos. 5 (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
