Zientzialariek lehen aldiz sortu dute hidrogel injektagarria, zeinak ehunen espezifikoak diren molekula bioaktiboak barneratzen dituen gurutzatzaile berrien bidez. Deskribatutako hidrogelak ehunen ingeniaritzan erabiltzeko potentzial handia du
Ehunen ingeniaritza ehun eta organo ordezkoen garapena da – hiru dimentsioko zelula-egiturak –, ehun naturalen antzeko propietateak dituztenak. Ehunen ingeniaritzaren helburua ehunen funtzioak leheneratzea, kontserbatzea edo hobetzea da, euskarri biologikoki aktibo hauek erabiliz. Hidrogel polimero sintetikoak hautagai itxaropentsuak izan dira euskarri mekaniko horiek emateko, duten konposizio bereziagatik eta matrize estrazelular naturalarekin duten egitura-antzekotasunengatik. Hidrogelek ehunen inguruneak imitatzen dituzte eta hidrogeletako lotura gurutzatuek materialari bere egitura mantentzen laguntzen diote, ur kantitate handiak xurgatu dituenean ere. Hala ere, gaur egun eskuragarri dauden hidrogelak biologikoki geldoak dira eta, beraz, ezin dute beren kabuz jardun funtzio biologiko egokia bultzatzeko. Biomolekula bateragarriak gehitu behar dituzte (adibidez, hazkuntza-faktoreak, itsasgarri-ligandoak), eta horrek hidrogelen funtsezko zati bihurtzen ditu.
Ekainaren 11n Science Advances aldizkarian argitaratutako ikerketa batean , zientzialariek hidrogel injektagarri modular berri bat garatu dute, PdBT izeneko gurutzatzaile bat erabiltzen duena –konposatu biodegradagarria– hidrogel polimeroa gurutzatzeko eta hidrogel bioaktibo puztu bat sortzeko. PdBT-k molekula bioaktiboak sartzen ditu hidrogeleko gurutzatzaile kimikoetan ainguratuz. Biomolekula espezifikoak PdBT-rekin nahastu daitezke giro-tenperaturan, eta horrela molekula bioaktiboak hidrogelaren zati bihurtzen dira. Lehen aldiz garatutako sistema horrek ehunen biomolekula espezifikoei lotzeko gaitasuna du giro-tenperaturan, funtzionalizatzeko, geroago bigarren mailako injekzio edo sistemarik behar izan gabe.
Gehitutako biomolekulak hidrogelean ainguratuta geratzen dira eta zuzenean xede-ehunean aurkez daitezke. Honek xede-eremutik kanpoko eremura zabaltzea eragozten du, nahi ez diren ondorioak saihestuz, hala nola inaktibazioa edo ehunen hazkuntza erredundantea. Esperimentuak hezur eta kartilagoetan egin ziren PdBT monomero espezifikoak erabiliz, funtzionaltasuna gehituz, kartilagoari lotutako N-kadherina peptido hidrofoboa eta hezur-proteina morfogenetiko hidrofiloaren peptido bat eta kartilagotik eratorritako glicosaminoglicano bat, kondroitin sulfatoa sartuz. Hidrogel nahasketa hau zuzenean injektatu daiteke xede-ehunean. Hidrogelean sartutako biomolekulak ostalari-ehunaren gorputzeko zelula ama mesenkimalekin kontaktuan jartzen dira eta horiek "erakartzen" dituzte, xede-eremuan gehitzen diren "hazi" edo hazkuntza berria hasteko. Ehun berria hazten denean, hidrogela degradatu eta desagertzen da.
Oraingo ikerketan deskribatzen den hidrogel berria giro-tenperaturan prestatu daiteke berehala erabiltzeko eta horren arabera pertsonaliza daiteke ehun desberdinetarako. Prestaketa prozesu sinpleak biomolekularen degradazio termikoa saihesten du, aurreko hidrogelekin arazoa izan dena, horrek haien jarduera biologikoan eragiten baitu. Hidrogel bioaktiboek hezurrak, kartilagoak, azala eta beste ehunak birsortzen lagun dezakete. Propietate onak dituen hidrogel bioaktibo injektagarria erabiltzen duen teknika berri honek ehunen ingeniaritzan erabiltzeko potentzial handia du.
***
{Jatorrizko ikerketa-lana irakur dezakezu behean aipatzen den DOI estekan aipaturiko iturrien zerrendan}
Iturria (k)
Guo JL et al. 2019. Ehunen ingeniaritzarako hidrogel gurutzatzaile modularrak, ehunen espezifikoak eta biodegradagarriak. Zientzia Aurrerapenak. 5 (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
