Revolúcia v tkanivovom inžinierstve: Nové poznatky z Mainzu na liečenie!

Revolúcia v tkanivovom inžinierstve: Nové poznatky z Mainzu na liečenie!

Výskumný tím pod vedením Prof. Dr. Shikha Dhimana z Johannes Gutenberg University Mainz skúmal spôsoby, ako zlepšiť biomateriály pre tkanivové inžinierstvo. Dôraz sa kládol na väzbu modelových bunkových membrán na biomateriály s cieľom pokročiť v kultivácii kože a orgánov s kmeňovými bunkami. Kľúčovou výzvou v tejto oblasti bolo, že kmeňové bunky nie vždy priľnuli k hostiteľským materiálom, ako sa očakávalo, čo ohrozilo účinnosť tkanivového inžinierstva. Súčasné zistenia tímu by však mohli viesť k výraznému pokroku. Informuje o tom univerzita v Mainzi, že väzbová interakcia medzi kmeňovými bunkami a biomateriálmi závisí nielen od sily interakcie, ale aj od rýchlosti molekúl.

Tieto výsledky zverejnil renomovaný vedecký časopis PNAS. Výsledky štúdie ukazujú, že predpoklad, že samotná silná väzba ligandu je dostatočná, bol neadekvátny. Pri skúmaní väzby medzi gélovými vláknami a bunkovými membránami Dhiman a Prof. Dr. Bert Meijer zistili, že podobné rýchlosti pohybu ligandov a receptorov významne podporujú väzbu. Dokonca aj slabé väzby môžu viesť k významným interakciám pri porovnateľných rýchlostiach, čo by mohlo rozšíriť možnosti tkanivového inžinierstva.

Úloha biomateriálov

Cieľom tkanivového inžinierstva je oprava a regenerácia poškodeného tkaniva, čo je obzvlášť uľahčené použitím nových biomateriálov. Tieto materiály, ktoré interagujú s biologickými systémami, môžu byť prírodného alebo syntetického pôvodu. Medzi dôležité vlastnosti biomateriálov patrí biokompatibilita, sterilizovateľnosť, biodegradovateľnosť a bioaktivita. Informuje o tom PMC že prírodné polyméry ako chitosan, želatína a kolagén sú často preferované kvôli ich vyššej biokompatibilite a nižšej toxicite.

Rastlinné biomateriály získavajú na význame aj ako alternatívy k materiálom živočíšneho pôvodu, najmä z dôvodu etiky a ochrany životného prostredia. Alginát, prírodný polysacharid z hnedých rias, je charakteristický svojou schopnosťou vytvárať hydrogély prostredníctvom iónového zosieťovania s Ca2+. Podporuje hojenie rán a používa sa v rôznych aplikáciách, ako sú hydrogély a membrány.

Moderné technológie v tkanivovom inžinierstve

Inovatívne technológie ako 3D a 4D tlač prinášajú revolúciu v tkanivovom inžinierstve a výrazne rozširujú možnosti. 3D tlač umožňuje vytvorenie implantátov špecifických pre pacienta, zatiaľ čo 4D tlač vytvára dynamické štruktúry, ktoré reagujú na vonkajšie podnety. Tieto techniky sú obzvlášť dôležité pri liečbe chorôb, ako je COVID-19, kde sa mezenchymálne kmeňové bunky používajú na opravu poškodeného pľúcneho tkaniva.

Súčasný pokrok v oblasti biomateriálov a tkanivového inžinierstva ukazuje sľubné vyhliadky do budúcnosti regeneratívnej medicíny a medicínskych implantátov. Univerzita v Mainzi zdôrazňuje, že tento vývoj by mohol mať významné dôsledky pre imunoterapiu a cielené podávanie liekov, čo by ďalej zlepšilo celkové možnosti liečby.