Biomaterialul care vindecă rănile și activează sistemul imunitar. Cum poate fi folosit cu adevărat?

Cercetătorii de la Universitatea Duke și Universitatea din California, Los Angeles, au dezvoltat un biomaterial care reduce semnificativ formarea cicatricilor după rănire, ducând la o vindecare mai eficientă a pielii.

Acest nou material, care se degradează rapid odată ce rana s-a închis, demonstrează că activarea unui răspuns imun adaptiv poate declanșa vindecarea regenerativă a rănilor, lăsând în urmă o piele vindecată mai puternică și mai sănătoasă.

Această lucrare se bazează pe cercetările anterioare ale unei echip care au creat o structură cu hydrogel, care să susțină creșterea țesuturilor, accelerând vindecarea rănilor.  În noul lor studiu, echipa a arătat că o versiune modificată a acestui hidrogel activează un răspuns imun regenerativ, care poate ajuta la vindecarea leziunilor pielii, cum ar fi arsuri, tăieturi, ulcere diabetice și alte răni care se vindecă în mod normal cicatrici semnificative care sunt mai susceptibile la rănire.

Cum acționează acest biomaterial

„Corpul formează țesut cicatricial cât mai repede posibil, pentru a reduce șansele de infecție, pentru a reduce durerea și, la răni mai mari, pentru a evita pierderea de lichide”, a declarat Maani Archang, un autor al lucrării despre acest biomaterial. „Este un proces natural de vindecare a rănilor”.

Hidrogelurile actuale de vindecare a rănilor disponibile pentru uz clinic stau pe suprafața plăgii, unde acționează ca un pansament și ajută la prevenirea uscării plăgii. Acest lucru, la rândul său, ajută rana să se vindece mai repede, în general prin formarea cicatricilor.

Deși hidrogelurile au permis creșterea celulară rapidă, echipa a observat că pielea vindecată avea structuri complexe limitate, cum ar fi foliculii de păr și glandele sebacee. Echipa era curioasă dacă își putea modifica biomaterialul pentru a îmbunătăți calitatea pielii vindecate.

„Anterior am văzut că, pe măsură ce rana a început să se vindece, gelul MAP a început să-și piardă porozitatea, ceea ce limitează modul în care țesutul ar putea crește prin structură”, spune Don Griffin, profesor asistent la Universitatea din Virginia, care este primul autor lucrării. Am emis ipoteza că încetinirea ratei de degradare ar preveni închiderea porilor și va oferi suport suplimentar țesutului, pe măsură ce acesta crește, ceea ce ar îmbunătăți calitatea țesutului.

În loc să creeze un gel complet nou cu materiale noi, echipa s-a concentrat în schimb pe linkerul chimic care a permis schelei să fie descompusă în mod natural de corp.

Ce arată cercetarea

În gelurile lor originale MAP, acest linker chimic este compus dintr-o secvență de aminoacizi preluată din proteinele structurale ale organismului și dispuse într-o orientare chimică. Deoarece această secvență și orientare peptidică este comună în tot corpul, acest lucru ajută gelul să evite declanșarea unui răspuns imun puternic, dar permite, de asemenea, degradarea prin enzime prezente în mod natural.

Acest biomaterial actualizat s-a integrat în rană și a susținut țesutul, pe măsură ce rana s-a închis. Dar, în loc să dureze mai mult, echipa a descoperit că noul gel a dispărut aproape în totalitate din locul rănii, lăsând în urmă doar câteva particule.

Cu toate acestea, pielea vindecată s-a dovedit a fi mai puternică și a inclus structuri complexe ale pielii, care sunt de obicei absente în cicatrici. După investigații suplimentare, cercetătorii au descoperit că motivul vindecării mai puternice – în ciuda lipsei de longevitate – a fost un răspuns imun diferit la gel.

După o leziune a pielii, răspunsul imun înnăscut al organismului este activat imediat pentru a se asigura că orice substanță străină care intră în corp este distrusă rapid. Dacă substanțele pot scăpa de acest prim răspuns imun, începe răspunsul imun adaptiv al organismului, care identifică și vizează materialul invadator cu mai multă specificitate.

„Acest studiu ne arată că activarea sistemului imunitar poate fi utilizată pentru a înclina echilibrul vindecării rănilor de la distrugerea țesuturilor și formarea cicatricilor, până la repararea țesuturilor și regenerarea pielii”, a concluzionat Segura.