Zespół z Uniwersytetu w Nottingham wykorzystał regeneracyjne właściwości krwi do stworzenia nowego biokompatybilnego materiału. Ten innowacyjny materiał wykazał potencjał do naprawy uszkodzonych kości w badaniach przeprowadzonych na modelach zwierzęcych. Może to wspomóc badania w kierunku spersonalizowanych terapii regeneracyjnych, takich jak implanty drukowane w 3D, w celu leczenia różnych urazów i chorób. – Przez lata naukowcy poszukiwali syntetycznych metod odtworzenia naturalnego środowiska regeneracyjnego, co okazało się trudne ze względu na jego złożoność. Tutaj przyjęliśmy podejście polegające na próbie współpracy z biologią, zamiast jej odtwarzania – mówi Alvaro Mata, współautor badania.

Nasze ciała są niezwykle skuteczne w naprawianiu drobnych urazów, takich jak skaleczenia i zadrapania. Zdolność ta wynika w dużej mierze ze złożonego procesu regeneracji tkanek. Kiedy się zranimy, ciało natychmiast reaguje, tworząc skrzep krwi, działający jak tymczasowy plaster, który przekształca się następnie w wyspecjalizowaną tkankę zwaną krwiakiem regeneracyjnym (z ang. regenerative hematoma, RH). RH jest dynamicznym środowiskiem wypełnionym różnymi typami komórek, białkami i czynnikami wzrostu niezbędnymi do gojenia, jednak większe urazy mogą przerosnąć naturalne zdolności lecznicze organizmu, wymagając interwencji medycznej. W nowym badaniu naukowcy wyciągnęli wnioski z tego procesu i opracowali sposób na jego usprawnienie. W tym celu zespół wykorzystał cząsteczki peptydów do zaprojektowania żywych materiałów, które przyspieszają regenerację tkanek poprzez naśladowanie naturalnych procesów gojenia. Połączyli syntetyczne peptydy z własną krwią pacjenta, uzyskując samoorganizujący się materiał. – To „biowspółpracujące” podejście otwiera możliwości rozwoju materiałów regeneracyjnych poprzez wykorzystanie i wzmocnienie mechanizmów naturalnego procesu gojenia. Innymi słowy, nasze podejście ma na celu użycie mechanizmów regeneracyjnych, z którymi ewoluowaliśmy – dodaje Mata.

Takie podejście umożliwiło inżynierię materiałów regeneracyjnych, które naśladują i poprawiają naturalną strukturę i funkcję RH. Materiały na bazie peptydów można dowolnie kształtować i formować, dzięki czemu można je dostosować do różnych rodzajów urazów. Co ważne, materiały te zachowują zdolność do ułatwiania normalnego funkcjonowania płytek krwi, produkcji czynników wzrostu i rekrutacji komórek, które są niezbędne do skutecznej regeneracji tkanek. Naukowcy wykazali zdolność do skutecznej naprawy kości na modelu szczurzym, wykorzystując własną krew zwierząt. – Możliwość łatwego i bezpiecznego przekształcenia ludzkiej krwi w wysoce regeneracyjne implanty jest naprawdę ekscytująca. Krew można bez trudu uzyskać od pacjentów w stosunkowo dużych ilościach. Naszym celem jest stworzenie zestawu narzędzi, który mógłby być łatwo dostępny i wykorzystywany w warunkach klinicznych do szybkiego i bezpiecznego przekształcania krwi pacjentów w bogate, dostępne i regulowane implanty regeneracyjne – podsumowuje Cosimo Ligorio, współautor badania.