Los hidrogeles podrían ayudar a reparar los corazones dañados
Investigadores diseñan un gel a partir de la pulpa de madera para curar el tejido cardiaco dañado y mejorar los tratamientos contra el cáncer.
Por la Universidad de Waterloo
Imagen conceptual generada por DALL-E.
Un equipo de científicos han inventado un nuevo hidrogel que puede utilizarse para curar el tejido cardíaco dañado y mejorar los tratamientos contra el cáncer.
La doctora Elisabeth Prince, investigadora en Ingeniería Química de la Universidad de Waterloo (Canadá), junto con investigadores de la Universidad de Toronto y la Universidad de Duke (EE. UU.) han diseñado un material sintético a partir de nanocristales de celulosa derivados de la pulpa de madera. El material ha sido concebido para reproducir las nanoestructuras fibrosas y las propiedades de los tejidos humanos, y recrear así sus propiedades biomecánicas únicas.
"El cáncer es una enfermedad diversa, y dos pacientes con el mismo tipo de cáncer a menudo responderán al mismo tratamiento de maneras muy diferentes— dice Prince. Y añade: —Los organoides tumorales son esencialmente una versión miniaturizada del tumor de un paciente que pueden usarse para pruebas de fármacos, lo que podría permitir a los investigadores desarrollar terapias personalizadas para un paciente específico".
Hidrogeles sintéticos biomiméticos para aplicaciones biomédicas.
Como directora del Laboratorio Prince de Materiales Poliméricos, Prince diseña hidrogeles sintéticos biomiméticos para aplicaciones biomédicas. Los hidrogeles tienen una arquitectura nanofibrosa con grandes poros capaces de transportar nutrientes y residuos, que afectan a las propiedades mecánicas y a la interacción celular.
Prince, profesora del Departamento de Ingeniería Química de Waterloo, utilizó estos hidrogeles miméticos del tejido humano para promover el crecimiento de réplicas tumorales a pequeña escala derivadas de tejido tumoral donado.
Su objetivo es probar la eficacia de los tratamientos contra el cáncer en los organoides minitumorales antes de administrar el tratamiento a los pacientes, lo que podría permitir terapias personalizadas contra el cáncer. Esta investigación se llevó a cabo junto con el profesor David Cescon en el Centro Oncológico Princess Margaret de Toronto.
El grupo de investigación de Prince en Waterloo está desarrollando hidrogeles biomiméticos similares que serán inyectables para la administración de fármacos y aplicaciones médicas regenerativas mientras los investigadores de Waterloo continúan liderando la innovación en salud en Canadá.
Utiliza nanofibras como andamiaje para regenerar y cicatrizar el tejido cardiaco dañado por un infarto.
Su investigación pretende utilizar material de hidrogel filamentoso inyectado para regenerar el tejido cardíaco dañado tras un infarto. Utiliza nanofibras como andamiaje para regenerar y cicatrizar el tejido cardiaco dañado.
"Nos basamos en el trabajo que inicié durante mi doctorado para diseñar hidrogeles miméticos del tejido humano que puedan inyectarse en el cuerpo humano para administrar fármacos y reparar los daños causados en el corazón cuando un paciente sufre un infarto", explica Prince.
La investigación de Prince es única, ya que la mayoría de los geles utilizados actualmente en ingeniería tisular o cultivo celular en 3D no poseen esta arquitectura nanofibrosa. El grupo de Prince utiliza nanopartículas y polímeros como bloques de construcción de materiales y desarrolla la química de nanoestructuras que imitan con precisión los tejidos humanos.
El siguiente paso en la investigación de Prince es utilizar nanopartículas conductoras para fabricar geles nanofibrosos conductores de la electricidad que puedan emplearse para curar tejidos musculares esqueléticos y cardíacos.
Información facilitada por la Universidad de Waterloo
Fuente: Elisabeth Prince, Sofia Morozova, Zhengkun Chen, Vahid Adibnia, Ilya Yakavets, Sergey Panyukov, Michael Rubinstein. Nanocolloidal hydrogel mimics the structure and nonlinear mechanical properties of biological fibrous networks. PNAS (2023). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2220755120
