Os materiais são amplamente usados ​​para ajudar a curar feridas:as esponjas de colágeno ajudam a tratar queimaduras e úlceras de pressão, e implantes semelhantes a andaimes são usados ​​para reparar ossos. Contudo, o processo de reparo do tecido muda ao longo do tempo, portanto, os cientistas estão desenvolvendo biomateriais que interagem com os tecidos à medida que a cura ocorre.

Agora, O Dr. Ben Almquist e sua equipe do Imperial College London criaram uma nova molécula que pode mudar a maneira como os materiais tradicionais trabalham com o corpo. Conhecidos como cargas ativadas por força de tração (TrAPs), seu método permite que os materiais se comuniquem com os sistemas de reparo naturais do corpo para conduzir a cura.

Os pesquisadores dizem que a incorporação de TrAPs em materiais médicos existentes pode revolucionar a forma como os ferimentos são tratados. Dr. Almquist, do Departamento de Bioengenharia do Imperial, disse:"Nossa tecnologia pode ajudar a lançar uma nova geração de materiais que trabalham ativamente com os tecidos para promover a cura."

Os resultados são publicados hoje em Materiais avançados .

Call-to-action para celular

Depois de uma lesão, células 'rastejam' através dos 'suportes' de colágeno encontrados em feridas, como aranhas navegando em teias. Conforme eles se movem, eles puxam o andaime, que ativa proteínas de cura ocultas que começam a reparar o tecido lesado.

Os pesquisadores projetaram TrAPs como uma forma de recriar esse método de cura natural. Eles dobraram os segmentos de DNA em formas tridimensionais conhecidas como aptâmeros que se agarram firmemente às proteínas. Então, eles anexaram uma 'alça' personalizável que as células podem agarrar em uma extremidade, antes de prender a extremidade oposta a um suporte, como o colágeno.

Durante os testes de laboratório de sua técnica, eles descobriram que as células puxavam os TrAPs enquanto rastejavam pelas estruturas de colágeno. O puxão fez com que os TrAPs se desfizessem como cadarços para revelar e ativar as proteínas de cura. Essas proteínas instruem as células de cura a crescer e se multiplicar.

Os pesquisadores também descobriram que, ao mudar a 'alça' celular, eles podem mudar o tipo de célula que pode agarrar e puxar, permitindo que eles adaptem os TrAPs para liberar proteínas terapêuticas específicas com base nas células que estão presentes em um determinado momento. Ao fazer isso, os TrAPs produzem materiais que podem interagir de forma inteligente com o tipo correto de célula no momento correto durante o reparo de feridas.

Esta é a primeira vez que cientistas ativam proteínas curativas usando diferentes tipos de células em materiais feitos pelo homem. A técnica imita métodos de cura encontrados na natureza. O Dr. Almquist disse:"O uso do movimento celular para ativar a cura é encontrado em criaturas que variam de esponjas do mar a humanos. Nossa abordagem as imita e trabalha ativamente com as diferentes variedades de células que chegam em nosso tecido danificado ao longo do tempo para promover a cura."

Do laboratório aos humanos

Esta abordagem é adaptável a diferentes tipos de células, então pode ser usado em uma variedade de lesões, como ossos fraturados, tecido cicatricial após ataques cardíacos, e nervos danificados. Novas técnicas também são desesperadamente necessárias para pacientes cujas feridas não cicatrizam apesar das intervenções atuais, como úlceras de pé diabético, que são a principal causa de amputações não traumáticas da perna.

Os TrAPs são relativamente simples de criar e totalmente feitos pelo homem, o que significa que são facilmente recriados em diferentes laboratórios e podem ser ampliados para quantidades industriais. Sua adaptabilidade também significa que eles podem ajudar os cientistas a criar novos métodos para estudos laboratoriais de doenças, células-tronco, e desenvolvimento de tecidos.

Os aptâmeros são usados ​​atualmente como drogas, o que significa que já são comprovadamente seguros e otimizados para uso clínico. Como os TrAPs tiram proveito de aptâmeros atualmente otimizados para uso em humanos, eles podem ser capazes de seguir um caminho mais curto para a clínica do que os métodos que começam do zero.

Dr. Almquist disse:"A tecnologia TrAP fornece um método flexível para criar materiais que se comunicam ativamente com a ferida e fornecem instruções importantes quando e onde são necessárias. a cura dinâmica é útil durante todas as fases do processo de cura, tem o potencial de aumentar a chance de recuperação do corpo, e tem aplicações de longo alcance em muitos tipos diferentes de feridas. Esta tecnologia tem o potencial de servir como um condutor de reparo de feridas, orquestrar células diferentes ao longo do tempo para trabalharem juntas para curar tecidos danificados. "