Uma equipe de pesquisa liderada por engenheiros biomoleculares e médicos da UCLA demonstrou um material terapêutico que poderia um dia promover uma melhor regeneração de tecidos após um ferimento ou derrame.

Durante o processo de cura típico do corpo, quando tecidos como a pele são danificados, o corpo desenvolve células de reposição. As integrinas são classes de proteínas importantes nos processos celulares críticos para a criação de novos tecidos. Um dos processos é a adesão celular, quando novas células "aderem" aos materiais entre as células, chamada de matriz extracelular. Outra é a migração celular, onde na superfície da célula, as integrinas ajudam a "puxar" a célula ao longo da matriz extracelular para mover as células para o lugar. Contudo, esses processos não ocorrem no tecido cerebral que foi danificado durante um derrame. É por isso que os cientistas estão tentando desenvolver materiais terapêuticos que possam promover essa forma de cura.

O material tipo gel injetável, que é chamado de hidrogel, que os pesquisadores da UCLA desenvolveram ajuda neste processo de reparo, formando um andaime dentro da ferida que atua como uma matriz extracelular artificial, e o novo tecido cresce em torno disso.

Usar um gel injetável não é novo, mas os suportes de gel anteriores resultaram em vasos sanguíneos fracos no tecido recém-formado. As novas descobertas, publicado em Materiais da Natureza , mostram que quando o andaime contém uma molécula de ligação de integrina específica, os novos vasos sanguíneos formados são mais fortes.

"O andaime de gel injetável é uma espécie de treliça de jardim que as plantas usam para crescer, "disse Tatiana Segura, professor de engenharia química e biomolecular, bioengenharia e dermatologia, quem liderou a pesquisa. "Por si só, isso é bom, pois o novo tecido que chega tem algo para apoiar seu crescimento. Este novo material é semelhante a uma treliça com fertilizante muito específico para ajudar a planta a crescer saudável e forte."

Mesmo combinando géis com uma proteína que promove a formação de vasos sanguíneos, como fator de crescimento endotelial vascular, conhecido como VEGF, os vasos sanguíneos no novo tecido dentro do andaime tendem a vazar e também tendem a se agrupar muito próximos.

Para superar isso, os pesquisadores analisaram mais profundamente como as moléculas de ligação da integrina interagiram com o gel e como essas moléculas influenciaram o crescimento dos vasos sanguíneos.

Eles testaram dois tipos de andaimes com diferentes moléculas de ligação à integrina. Ambos os andaimes também continham a proteína VEGF. Eles descobriram que um dos andaimes - que se ligava à integrina conhecida como "α3 / α5β1" - funcionava muito bem. Dirigiu uma maior qualidade de reparo e regeneração dos vasos sanguíneos. Além disso, eles descobriram que os andaimes de ligação α3 / α5β1 também guiavam a forma do vaso sanguíneo, um processo denominado sinalização morfogênica.

O outro andaime de ligação à integrina que eles testaram ainda apresentava problemas com vasos sanguíneos vazando e se acumulando.

"Além do suporte estrutural para novos tecidos e vasos sanguíneos, a adição de moléculas de ligação de integrina específicas para α3 / α5β1, diz ao tecido circundante para desenvolver vasos sanguíneos fortes e bem definidos, ao contrário de outro que testamos, onde os novos vasos sanguíneos eram propensos a vazamentos e aglomeração muito próximos uns dos outros, "Disse Segura.

O principal autor da pesquisa foi Shuoran Li, graduado em doutorado da UCLA em 2017, orientado por Segura. Colaboradores também incluem o Dr. Thomas Carmichael, neurologista e neurocientista da Escola de Medicina David Geffen da UCLA e Thomas Barker, professor de engenharia biomédica na Universidade da Virgínia.

Neste trabalho recente, os pesquisadores demonstraram que a ligação da integrina pode ditar a estrutura dos vasos sanguíneos in vitro com o andaime de ligação α3 / α5β1, resultando em redes extensas que se ligam a ramos de vasos sanguíneos existentes. Em seguida, os pesquisadores usaram os mesmos andaimes α3 / α5β1 em camundongos e viram vasos sanguíneos formados que vazavam menos após o derrame.

O próximo passo, os pesquisadores disseram, estaria usando moléculas de ligação de integrina com outras tecnologias de hidrogel que se mostraram promissoras para a recuperação funcional de longo prazo após o acidente vascular cerebral, mas em que os vasos sanguíneos recém-crescidos não eram robustos.

"Atualmente, não há terapia que promova a reparação e recuperação do cérebro após o acidente vascular cerebral, "Carmichael disse." Todas as terapias no enfoque de derrame no bloqueio inicial dos vasos sanguíneos do cérebro que levam ao derrame. Isso significa que o AVC é a causa mais comum de deficiência em adultos. Esta pesquisa é empolgante porque mostra uma maneira viável de transformar o tecido morto e com cicatrizes no acidente vascular cerebral, cultivando vasos sanguíneos novos e bem formados na área do acidente vascular cerebral. "

Segura e colaboradores trabalharam em biomateriais para reparação de tecidos, incluindo, um gel injetável (diferente desta pesquisa atual) e, mais recentemente, trabalho que mostrou que o gel pode reduzir a inflamação e promover a migração de células progenitoras neurais para o local do acidente vascular cerebral.