Ερευνητές από το Columbia Engineering φαίνεται πως βρήκαν έναν εντελώς ασυνήθιστο τρόπο να αξιοποιήσουν ένα καθημερινό τρόφιμο, το γιαούρτι, μετατρέποντάς το σε ένα πολλά υποσχόμενο ιατρικό υλικό με εντυπωσιακές δυνατότητες επούλωσης. Η ομάδα, με επικεφαλής τον Santiago Correa, επίκουρο καθηγητή βιοϊατρικής μηχανικής, ανέπτυξε ένα ενέσιμο υδροτζέλ το οποίο όχι μόνο μιμείται τη φυσική υφή των ανθρώπινων ιστών αλλά και ενεργοποιεί την επούλωση τραυμάτων, αξιοποιώντας σωματίδια που προέρχονται από το γιαούρτι.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Matter στις 25 Ιουλίου, περιγράφει πώς οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν εξωκυτταρικά κυστίδια (EVs) από γαλακτοκομικά προϊόντα για να ξεπεράσουν περιορισμούς που σχετίζονται με την παραγωγή βιοϋλικών. Τα EVs είναι μικροσκοπικά σωματίδια που εκκρίνονται φυσικά από κύτταρα και μεταφέρουν βιολογικά σήματα, όπως πρωτεΐνες και γενετικό υλικό. Αυτά τα σήματα επιτρέπουν έναν σύνθετο και φυσικό τρόπο επικοινωνίας μεταξύ κυττάρων, κάτι που τα τεχνητά υλικά δυσκολεύονται να αναπαράγουν.
Στο συγκεκριμένο έργο, τα EVs δεν λειτουργούν μόνο ως «φορτία» θεραπευτικών μορίων, αλλά και ως θεμελιώδη δομικά στοιχεία, αφού επιτρέπουν τη διασύνδεση των πολυμερών που σχηματίζουν το υδροτζέλ. Χρησιμοποιώντας μια καινοτόμο προσέγγιση, η ομάδα του Correa κατόρθωσε να αντλήσει EVs από γιαούρτι, προσπερνώντας έτσι το πρόβλημα της χαμηλής απόδοσης που συχνά αποτελεί εμπόδιο στην ανάπτυξη τέτοιων υλικών. Το αποτέλεσμα είναι ένα ενέσιμο υδροτζέλ που όχι μόνο μιμείται τις μηχανικές ιδιότητες των ζωντανών ιστών αλλά και «επικοινωνεί» με τα κύτταρα του οργανισμού, ενεργοποιώντας διαδικασίες αναγέννησης χωρίς την ανάγκη πρόσθετων χημικών ουσιών.
Οι επιστήμονες ορίζουν με αυτόν τον τρόπο ένα νέο πλαίσιο σχεδιασμού για την παραγωγή υδροπηκτών όπου τα EVs λειτουργούν ταυτόχρονα ως βιολογικά και δομικά στοιχεία. Το σύστημα αυτό αποδείχθηκε ευέλικτο, αφού δοκιμάστηκε επιτυχώς και με EVs από θηλαστικά αλλά και από βακτήρια, γεγονός που υποδεικνύει ότι η πλατφόρμα μπορεί να αξιοποιηθεί ευρύτερα σε εφαρμογές όπως η επούλωση τραυμάτων και η αναγεννητική ιατρική. Ειδικότερα, το γεγονός ότι τα EVs είναι ενσωματωμένα μέσα στη δομή του υδροτζέλ επιτρέπει την παρατεταμένη απελευθέρωση των βιολογικά ενεργών σημάτων τους.
Ένα ακόμη σημαντικό πλεονέκτημα του υλικού είναι το γεγονός ότι είναι ενέσιμο, γεγονός που σημαίνει ότι μπορεί να χορηγηθεί απευθείας στην περιοχή του τραύματος, μεγιστοποιώντας τη θεραπευτική του δράση.
Τα πρώτα πειράματα σε ανοσοϊκανά ποντίκια έδειξαν ενθαρρυντικά αποτελέσματα: το υλικό δεν προκάλεσε καμία αρνητική αντίδραση, ενώ προώθησε την αγγειογένεση (την ανάπτυξη νέων αιμοφόρων αγγείων) μέσα σε μόλις μία εβδομάδα. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι το υδροτζέλ δημιουργεί ένα μοναδικό μικροπεριβάλλον που εμπλουτίζεται με αντιφλεγμονώδεις κυτταρικούς τύπους, γεγονός που ενδέχεται να συνδέεται με την επιτάχυνση της επούλωσης. Η ομάδα μελετά πλέον το πώς η συγκεκριμένη ανοσολογική απόκριση μπορεί να καθοδηγήσει ακόμη καλύτερα την αναγέννηση ιστών.
[via]
