Badanie opublikowane w „Bioactive Materials” opisuje nowy biopolimer wykonany z bakterii, który może leczyć tkanki. Pantoan Methacrylate (PAMA), nowy hydrożel lub baktożel, wykazał obiecujące wyniki w leczeniu urazów mięśni u szczurów. Badanie in vivo potwierdziło znaczny wzrost tworzenia tkanki mięśniowej i zmniejszenie tkanki włóknistej. – Dzięki prawie 100% mechanicznej regeneracji, dobrej biokompatybilności i zdolności gojenia baktożel PAMA stanowi nową ścieżkę w dziedzinie medycyny regeneracyjnej – stwierdzają naukowcy w komunikacie prasowym. Prof. nadzw. Alireza Dolatshahi-Pirouz z DTU Health Tech dodaje: – Ta kombinacja wyczynów jest rzadko spotykana w tej dziedzinie, bo istniejące hydrożele po prostu nie działają tak dobrze, jak powinny, ponieważ budowanie mięśni jest wymagające mechanicznie.

Zespół badawczy z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego wykorzystał zdolności regeneracyjne organizmu przy użyciu wrodzonych predyspozycji do bioprodukcji, które znajdują się w bakteriach. Zsyntetyzowali nowy biopolimer o właściwościach gojenia tkanek. Polimer ten został następnie wykorzystany do produkcji trwałego, sprężystego i elastycznego hydrożelu ze zdolnością do regeneracji mięśni. Po wstrzyknięciu hydrożelu w miejsce uszkodzenia mięśni u szczurów zaobserwowano, że gojenie przebiegło pomyślnie, bez infekcji lub dalszych komplikacji, choć konieczne jest przeprowadzenie dalszych badań. – Wszystkie grupy poddane działaniu hydrożelu miały zwiększoną liczbę włókien mięśniowych wykazujących centralnie zlokalizowane jądra (nowo narodzonych włókien mięśniowych) w porównaniu z grupami nieleczonymi – raportują autorzy w badaniu.

Dzięki PAMA zespół wykazał, że można osiągnąć regenerację tkanek u szczurów bez użycia komórek i spodziewa się znacznie lepszego gojenia poprzez połączenie swoich baktożeli z komórkami progenitorowymi mięśni lub komórkami macierzystymi. – Inżynieria tkanek szkieletowych sięga wczesnych lat 60. XX w., kiedy to Konigsberg wykorzystał embrionalne komórki macierzyste kurczaka do wytworzenia poprzecznie prążkowanych włókien mięśniowych – wyjaśniono w badaniu. – Rola kolagenu w rozwoju dojrzałych konstrukcji mięśniowych była wówczas oczywista. Inne biopolimery pojawiły się na przestrzeni lat jako opcje, ale wstrzykiwalne hydrożele o wysokiej bioaktywności i zdolności do infiltracji komórek okazały się najbardziej obiecujące. Większość bioaktywnych hydrożeli wykazuje jednak słabe właściwości mechaniczne, które nie pasują do wymagającego środowiska tkanek mięśniowo-szkieletowych, takich jak mięśnie – kontynuuje prof. Dolatshahi-Pirouz. Dlatego metakrylowano biomateriał pochodzący z bakterii. Otwiera to nową drogę w poszukiwaniu kolejnego przełomowego systemu hydrożelowego. Ten rodzaj biologii maszyn regeneracyjnych to niezbadane terytorium. Rekonwalescencja po utracie mięśni w wyniku urazu lub choroby kosztuje 400 mld dol. w wydatkach na opiekę zdrowotną każdego roku, co pokazuje skalę kosztów, jaką może zmniejszyć zastosowanie baktożelu.

Wyniki badań sugerują, że bioaktywny system hydrożelowy wykonany z bakterii jest bardzo obiecujący w zastosowaniach terapeutycznych, takich jak naprawa mięśni, regeneracja i rozwój modeli in vitro do badań przesiewowych leków i modelowania chorób. – Nasze nowe wyniki mogą sprzyjać lepszym terapiom przeciwko urazom układu mięśniowo-szkieletowego u sportowców, osób starszych, a także rannych żołnierzy lub innych osób biorących udział w wypadkach powodujących traumatyczne urazy mięśni. Wyobrażam sobie przyszłość, w której polimery pochodzenia bakteryjnego lub po prostu baktomery zrewolucjonizują dziedzinę medycyny regeneracyjnej. Innymi słowy, przyszłość, w której bakterie w tzw. regeneracyjnych kąpielach wydzielają regeneracyjne baktomery na żądanie, aby leczyć uszkodzone tkanki u pacjentów – podsumowuje prof. Dolatshahi-Pirouz.