Logran transformar la sangre en materiales regenerativos
Un equipo de científicos ha conseguido diseñar un nuevo material ««biocooperativo» basado en la sangre que allana el camino para obtener implantes personalizados impresos en 3D que tienen como ingrediente principal el líquido rojo.
Por Enrique Coperías
Un investigador muestra unas estructuras impresas en 3D basadas en sangre y péptidos anfifílicos. Cortesía: Universidad de Nottingham
Investigadores de las facultades de Farmacia e Ingeniería Química de la Universidad de Nottingham, en el Reino Unido, han creado un nuevo material «biocooperativo» basado en la sangre que ha demostrado ser capaz de reparar con éxito huesos fragmentados. El avance abre el camino a una generación de productos sanguíneos regenerativos personalizados que podrían utilizarse como terapias eficaces para tratar lesiones y enfermedades.
Para el proyecto de investigación, cuyos resultados aparecen publicados en Advanced Materials, los investigadores de la citada universidad inglesa utilizaron moléculas peptídicas capaces de guiar los procesos clave que tienen lugar durante la cicatrización natural de los tejidos para crear materiales vivos que potencien la regeneración tisular.
En concreto utilizaron péptidos anfifílicos, secuencias de aminoácidos que tienen una parte hidrofóbica (que repela el agua) y una parte hidrofílica (que atrae el agua) que tiene la facultad de autoensamblarse en nanostructuras como micelas esféricas, cintas y cilindros.
La mayoría de los tejidos de nuestro cuerpo han evolucionado para regenerar roturas o fracturas con una eficacia normalmente sobresaliente, siempre que estas sean de pequeño calibre. Sin duda alguna, el proceso de curación es muy complejo.
El papel regenerador del hematoma regenerativo sólido
Las fases iniciales de la reparación dependen de la sangre líquida que forma el denominado hematoma regenerativo sólido (HR), un microentorno rico y vivo que incluye células clave, macromoléculas y factores que orquestan la regeneración.
El equipo desarrolló una estrategia de autoensamblaje en la que se mezclan péptidos sintéticos con sangre extraída del paciente para crear un material que aprovecha moléculas, células y mecanismos clave del proceso natural de curación. De este modo, fue posible diseñar materiales regenerativos capaces no solo de imitar al HR natural, sino también de potenciar sus propiedades estructurales y funcionales.
Estos materiales pueden ensamblarse, manipularse e incluso imprimirse en 3D fácilmente, y todo ello sin que se pierdan las funciones normales del hematoma regenerativo sólido natural, como el comportamiento normal de las plaquetas, la generación de factores de crecimiento y el reclutamiento de células relevantes para la cicatrización, como pueden ser los fibroblastos y los macrófagos
Con este método, el equipo de la Universidad de Nottingham ha demostrado la capacidad que tiene la sangre para reparar con éxito huesos fracturados en modelos animales, según podemos leer en la nota de prensa de la universidad.
Un investigador muestra la capacidad estructural y la elasticidad de un material peptídico-sanguíneo. Crédito: Universidad de Nottingham
«Durante años, los científicos han buscado enfoques sintéticos para recrear el entorno regenerativo natural, lo que ha resultado difícil dada su complejidad inherente. En este caso, hemos adoptado un enfoque para intentar trabajar con la biología en lugar de recrearla», explica el director del estudio Álvaro Mata, catedrático de Ingeniería Biomédica y Biomateriales de la Facultad de Farmacia y del Departamento de Ingeniería Química y Medioambiental de la Universidad de Nottingham.
Para Mata, «este enfoque biocooperativo abre nuevas oportunidades para el desarrollo de materiales regenerativos, al aprovechar y potenciar los mecanismos del proceso curativo natural. En otras palabras, nuestro enfoque pretende utilizar mecanismos regenerativos con los que hemos evolucionado como pasos de fabricación para diseñar materiales regenerativos».
«La posibilidad de convertir de forma fácil y segura la sangre de las personas en implantes altamente regenerativos es realmente apasionante», dice Cosimo Ligorio, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Nottingham ycoautor del estudio. Y continúa—: La sangre es prácticamente gratuita, y puede obtenerse fácilmente de los pacientes en volúmenes relativamente altos. Nuestro objetivo es establecer un conjunto de herramientas de fácil acceso y uso en un entorno clínico para transformar de forma rápida y segura la sangre de los pacientes en implantes regenerativos ricos, accesibles y ajustables». ▪️
Información facilitada por la Universidad de Nottingham
Fuente: Soraya Padilla-Lopategui, Cosimo Ligorio, Wenhuan Bu, Chengcheng Yin, Domenico Laurenza, Carlos Redondo, Robert Owen, Hongchen Sun, Felicity R.A.J. Rose, Thomas Iskratsch, Alvaro Mata. Biocooperative Regenerative Materials by Harnessing Blood-Clotting and Peptide Self-Assembly. Advanced Materials (2024). DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202407156
