Aproveitar a experiência única no espírito de colaboração é uma das fórmulas para o sucesso da Carnegie Mellon University. Nos últimos três anos, Phil Campbell e Xi (Charlie) Ren fizeram parceria em pesquisas relacionadas ao controle espacial de vesículas extracelulares (EVs). Seus esforços renderam uma nova estratégia que permite a retenção espacial de EV a longo prazo, uma variável chave para permitir futuras aplicações de engenharia de tecidos e medicina regenerativa.
"Os EVs podem ser considerados os comunicadores universais - não apenas no corpo, mas em todos os seres vivos", explicou Campbell, professor pesquisador de engenharia biomédica. "Eles ocorrem naturalmente, são biocompatíveis e podem ser usados ​​para enviar mensagens entre células em escala nanométrica".

Estudos mostraram que as terapias baseadas em EV são menos propensas a desencadear respostas imunes adversas e não apresentam as mesmas preocupações logísticas e regulatórias que as terapias baseadas em células vivas. No entanto, embora ricos em potencial, os EVs entregues em sua forma natural geralmente são propensos a uma liberação rápida e normalmente não possuem entrega direcionada controlada. Em algumas aplicações, a dosagem estendida repetida é necessária, o que apresenta desafios com eficácia e eficácia gerais.

"Nosso trabalho partiu de uma pergunta muito simples", disse Ren, professor assistente de engenharia biomédica. "Existem muitos aspectos de controle da função biológica dos EVs, mas se pudermos fornecer retenção (de EVs), podemos fazer algo grande? Uma das melhores maneiras de avançar na pesquisa é conversar com outros professores que tenham diferentes conhecimentos. peguei os aspectos e ferramentas de química do meu laboratório e os acoplei com a plataforma EV desenvolvida pelo laboratório de Phil para apresentar novas tecnologias inovadoras."

Em pesquisas recentes publicadas em Biomaterials , o grupo descreveu um método para imobilizar EVs derivados de células-tronco mesenquimais (MSC) em hidrogéis de colágeno para aumentar a angiogênese ou a formação de novos vasos sanguíneos, que é uma etapa crítica para a maioria das aplicações reparadoras e regenerativas. Na prática, pacientes diabéticos que sofrem de doenças vasculares, onde as artérias são endurecidas por todo o corpo, podem se beneficiar de biomateriais pró-angiogênicos como esses.

Para conseguir isso, os pesquisadores incorporaram uma etiqueta química seletiva na superfície externa do EV, que não afeta suas propriedades morfológicas ou funcionais. Através desta etiqueta química, os EVs podem ser efetivamente enraizados nos implantes de hidrogel e provocar uma infiltração mais robusta das células hospedeiras. No estudo, as respostas angiogênicas e imunorregulatórias foram comparadas a 10 vezes a dose mais alta exigida pelo uso de EVs convencionais não imobilizados.

“Em poucas palavras, o que agora temos a capacidade de fazer é controlar espacialmente onde colocamos EVs e mantê-los lá sob condições controladas”, resumiu Campbell. "Nós analisamos especificamente a promoção da angiogênese para este artigo, mas mais amplo do que isso, essa técnica pode levar a maiores aplicações terapêuticas para cicatrização de feridas e outras terapias regenerativas e reparadoras".

Esforços para aplicar essa plataforma EV à engenharia de tecido ósseo como alternativa ao titânio também estão em andamento. O grupo está projetando andaimes e explorando a funcionalização para superar os desafios atuais que o titânio apresenta como um regenerativo limitado quando implantado no corpo.

"Esperamos poder projetar uma maneira de infundir materiais não biológicos, como um implante de metal, com este hidrogel, com EV carregado, que possa estimular o corpo a levar o implante estranho entre as partes do corpo", disse Ren. + Explorar mais

O composto de cúrcuma ajuda a desenvolver vasos sanguíneos e tecidos projetados