Un hidrogel a base de péptidos resulta prometedor para la reparación de tejidos y órganos

Al combinar la precisión biomédica y la ingeniería inspirada en la naturaleza, un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Ottawa ha creado un material similar a un gel que muestra un enorme potencial para reparar rápidamente una amplia gama de órganos y tejidos dañados en el cuerpo humano.

Una investigación de vanguardia dirigida por el Profesor Asociado de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ottawa, Dr. Emilio I. Alarcon, podría impactar la vida de millones de personas en el futuro con hidrogeles peptídicos que pueden sellar heridas en la piel, administrar terapias al músculo cardíaco dañado y reparar córneas dañadas.

“Utilizamos péptidos para crear soluciones terapéuticas. El equipo se inspira en la naturaleza para desarrollar soluciones sencillas para el cierre de heridas y la reparación de tejidos”, afirma el Dr. Alarcon, científico y director del grupo de Bioingeniería y Soluciones Terapéuticas (BEaTS) del Instituto del Corazón de la Universidad de Ottawa, cuya investigación pionera se centra en el desarrollo de nuevos materiales con capacidad de regeneración tisular.

Los péptidos son moléculas que se encuentran en los organismos vivos y los hidrogeles son un material a base de agua con una textura similar a la del gel que ha demostrado ser útil para fines terapéuticos.

El enfoque empleado en el estudio, publicado en Advanced Functional Materials y codirigido por el Dr. Erik Suuronen y el Dr. Mark Ruel, es único. La mayoría de los hidrogeles estudiados en ingeniería de tejidos son de origen animal y están basados en proteínas, pero el biomaterial creado por el equipo conjunto está mejorado con péptidos modificados. Esto lo hace más aplicable a la práctica clínica.

El Dr. Ruel, profesor del Departamento de Medicina Celular y Molecular de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ottawa y presidente de investigación de la División de Cirugía Cardíaca del Instituto de Cardiología de la Universidad de Ottawa, cree que los hallazgos del estudio podrían ser revolucionarios.

“A pesar de milenios de evolución, la respuesta humana a la cicatrización de heridas sigue siendo imperfecta”, afirma el Dr. Ruel. “Observamos cicatrices anormales desde incisiones en la piel hasta lesiones oculares y reparaciones cardíacas tras un infarto. Los Dres. Alarcón, Suuronen y el resto de nuestro equipo se han centrado en este problema durante casi dos décadas. El artículo del Dr. Alarcón en Advanced Functional Materials representa una nueva forma de hacer que la cicatrización de heridas, la cicatrización de órganos e incluso la cicatrización básica tras la cirugía sean mucho más manejables terapéuticamente y, por lo tanto, optimizadas para la salud humana”.

Péptidos sintetizados para la reparación instantánea de tejidos blandos. Materiales Funcionales Avanzados (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

De hecho, la clave reside en la capacidad de modular el biomaterial peptídico. Los hidrogeles del equipo de la Universidad de Ottawa están diseñados para ser personalizables, lo que permite que este resistente material se adapte a una amplia gama de tejidos. En esencia, la fórmula de dos componentes puede ajustarse para aumentar la adhesividad o reducir la cantidad de otros componentes, según la parte del cuerpo que requiera reparación.

“Nos sorprendió mucho la variedad de aplicaciones que ofrecen nuestros materiales”, afirma el Dr. Alarcón. “Nuestra tecnología ofrece una solución integral que se adapta al tejido objetivo”.

El Dr. Alarcón también señala que estos estudios sugieren que los efectos terapéuticos de los hidrogeles biomiméticos son altamente efectivos y que su uso es significativamente más simple y rentable que otros enfoques de regeneración.

Los materiales se desarrollaron a bajo costo y en un formato escalable, una cualidad crucial para muchas aplicaciones biomédicas a gran escala. El equipo también desarrolló un sistema de cribado rápido que redujo significativamente los costos de desarrollo y los tiempos de prueba.

“Esta reducción significativa de costos y tiempo no solo hace que nuestro material sea más viable económicamente, sino que también acelera su potencial para el uso clínico”, afirma el Dr. Alarcón.

¿Cuáles son los próximos pasos del equipo de investigación? Realizarán ensayos con animales a gran escala como preparación para las pruebas en humanos. Hasta el momento, se han realizado ensayos con corazón y piel en roedores, y el estudio de la córnea se ha realizado ex vivo.