Um novo material para medicina regenerativa capaz de controlar a resposta imune celular
p Mecanismo dos materiais desenvolvidos:Os andaimes compostos de policaprolactona liberam o inibidor IQ-1 e suprimem a resposta inflamatória das células imunes. Crédito:Tomsk Polytechnic University
p Cientistas da Tomsk Polytechnic University em conjunto com a University of Montana (EUA) propuseram um novo material promissor para a medicina regenerativa para a recuperação de tecidos e vasos sanguíneos danificados. Este é um andaime 3D, feito de material biodegradável e preenchido com inibidores especiais, que também foram obtidos na TPU. Eles literalmente desligam o trabalho das enzimas, responsável pela reação inflamatória, ocorrendo em células imunes em resposta a estímulos externos. Nesse caso, tal irritante é um material regenerativo. p De acordo com os cientistas, a solução proposta é uma forma mais simples de controlar a resposta imune em comparação com as existentes. Os resultados foram publicados em
Ciência e Engenharia de Biomateriais ACS .
p "Hoje em dia, os pesquisadores têm apenas algumas ferramentas para regular a resposta imunológica. Você pode trabalhar com proteínas, mas é difícil. Você pode usar compostos, capaz de matar células do sistema imunológico, mas eles são prejudiciais para outras células.
p Seguimos um caminho diferente e sugerimos o uso de inibidores colocados diretamente no próprio material para recuperar os danos, "disse Ksenia Stankevich, autor do artigo e engenheiro do Laboratório de Sistemas Híbridos de Plasma.
p Os andaimes são estruturas 3-D de fibras de polímero finas entrelaçadas umas com as outras em diferentes direções. Na medicina regenerativa, eles são usados em caso de lesões de ossos e tecidos moles. Eles são colocados na área danificada e o novo tecido se regenera através do andaime e preenche a área lesada.
p TPU e a Universidade de Montana usaram um polímero de policaprolactona biodegradável para seus andaimes. Torna os produtos mais flexíveis e acessíveis em comparação com as alternativas. Os andaimes feitos de policaprolactona foram criados usando o método de eletrofiação, produzindo as fibras mais finas de uma solução de polímero sob o campo elétrico. Na fase de obtenção dos andaimes, introduzimos inibidores na estrutura do polímero. Estes são dois compostos — IQ-1 (nome completo — 11H-indeno [1, 2-b] quinoxalina-11-na oxima) e IQ-1E (nome completo - 11H-indeno [1, 2-b] quinoxalina-11- em O- (O-etilcarboximetil) oxima).
p A estrutura do andaime. Crédito:Tomsk Polytechnic University
p "Os inibidores suprimem ou retardam os processos fisiológicos e físico-químicos. Eles afetam as enzimas. Para fazer isso, a enzima e o inibidor devem se encaixar como uma fechadura e uma chave. Um dos grupos de enzimas responsáveis pelo processo inflamatório é o grupo JNK, "Ksenia Stankevich explica.
p "Anteriormente, obtivemos novos inibidores promissores, demonstrando alta atividade biológica na inibição do funcionamento dessas enzimas, como IQ-1 e IQ-1E. Nossos andaimes diferem no uso de inibidores específicos e também no fato de que podemos liberá-los do material gradualmente, tendo um efeito prolongado. Isso se deve principalmente à degradação natural gradual do polímero. Adicionalmente, ele se degrada em ácido 6-hidroxicapróico biocompatível, que é reciclado pelo corpo humano. "
p A resposta imune de uma célula é uma cascata de processos bioquímicos. Nesse caso, as enzimas JNK são elos da cadeia. Os inibidores se ligam às enzimas e bloqueiam seu trabalho. Assim, em suprimir um link, desligamos toda a cadeia de reação subsequente.
p "Neste artigo, apresentamos os resultados da pesquisa em células do sistema imunológico, isolado de sangue humano e linhagens celulares. No futuro, procuraremos oportunidades de pesquisa in vivo. Eventualmente, nossos andaimes podem ser usados para recuperar danos de tecidos moles e vasos sanguíneos. A policaprolactona tem todas as propriedades mecânicas adequadas. Por exemplo, pode reduzir as consequências negativas após um ataque cardíaco e derrame, "diz o pesquisador.
p “Andaimes de vários materiais já estão sendo implementados na prática médica em países desenvolvidos, mas é muito cedo para falar sobre sua ampla aplicação. Contudo, é apenas uma questão de tempo - é por isso que os cientistas continuam procurando os materiais e compostos biologicamente ativos mais eficazes. "