Учёные из Колумбийского университета разработали инновационный биоактивный гель на основе йогурта, который может проложить путь к передовым методам регенерации тканей.
Исследователи из Колумбийского инженерного факультета разработали инновационный гель, который может стать основой для новых методов регенеративной медицины. Этот гель использует внеклеточные везикулы (EVs) из молока, имитируя живую ткань и способствуя естественному процессу заживления.
Использование потенциала внеклеточных везикул
Согласно исследованию, передовой гель предназначен для восстановления тканей с помощью внеклеточных везикул (EVs) — небольших частиц, которые естественным образом высвобождаются клетками. Эти EVs содержат важные биологические компоненты, такие как белки и генетический материал, которые обеспечивают сложную клеточную коммуникацию.
Традиционные синтетические материалы не смогли воспроизвести эти взаимодействия. Используя EVs, полученные из йогурта, исследователи из Колумбийского инженерного факультета смогли произвести гель в больших количествах, сохранив его биологическую активность.
Как объяснил ведущий исследователь Сантьяго Корреа: «Мы обнаружили, что они обладают врождённым регенеративным потенциалом, что открывает двери для новых доступных терапевтических материалов».
Двойное назначение для регенеративной медицины
Дизайн учёных основан на том, что EVs выполняют две важные функции. Во-первых, везикулы действуют как носители терапевтических сигналов, доставляя необходимые молекулы для восстановления тканей. Во-вторых, они способствуют структурному формированию самого геля, связываясь с биосовместимыми полимерами, создавая мягкий материал, который очень похож на живую ткань.
Этот уникальный подход устраняет необходимость в дополнительных химических веществах, позволяя гелю естественным образом и эффективно способствовать заживлению.
Прорыв основан на творческом использовании EVs, полученных из йогурта, которые обеспечивают масштабируемое и доступное решение для производства геля в больших количествах. В своих экспериментах исследователи смогли использовать регенеративные свойства этих везикул без потери их биологической активности.
Совместные исследования стимулируют инновации
Исследование стало результатом сотрудничества между лабораторией наноиммуноинженерии Колумбийского инженерного факультета и Университетом Падуи. Партнёрство объединило экспертов в области наноматериалов, гидрогелей на основе полимеров и сельскохозяйственного производства EV.
Это глобальное сотрудничество сыграло ключевую роль в разработке инновационной системы гидрогелей. Исследовательская группа продемонстрировала, что подход адаптируется к различным источникам EV, включая клетки млекопитающих и бактерии, открывая широкие возможности для применения.
Команда также подтвердила свой подход, продемонстрировав, что EV, полученные из йогурта, могут успешно генерировать гидрогели, которые функционируют как структурные и биологически активные материалы. Это открытие предвещает многообещающее будущее для разработки биотехнологий следующего поколения, которые можно использовать в регенеративной медицине, заживлении ран и не только.
Первые успехи на моделях животных
Первоначальные испытания на животных (мышах) показали, что гидрогели на основе EV, полученных из йогурта, биосовместимы и стимулируют значительную ангиогенную активность, способствуя формированию новых кровеносных сосудов в повреждённых тканях в течение недели. Важно отметить, что гель не вызывал побочных реакций. Напротив, он, по-видимому, способствовал созданию уникальной иммунной среды, обогащённой противовоспалительными клетками, которые могут играть ключевую роль в восстановлении тканей.
Как заявила Артемис Маргаронис, научный сотрудник Колумбийского инженерного факультета: «Возможность создать материал, который точно имитирует естественную среду организма и одновременно ускоряет процесс заживления, открывает новый мир возможностей для регенеративной медицины».
С этими многообещающими результатами команда сейчас изучает, как использовать этот иммунный ответ для дальнейшего стимулирования регенерации тканей. Их работа представляет собой значительный шаг вперёд в области регенеративной медицины, предлагая новые возможности для более эффективных и устойчивых решений по восстановлению тканей.