Hidrogel berbasis peptida menunjukkan harapan untuk perbaikan jaringan dan organ

Dengan menggabungkan presisi biomedis dan rekayasa yang terinspirasi dari alam, tim yang dipimpin oleh Universitas Ottawa telah menciptakan bahan seperti jeli yang menunjukkan potensi luar biasa untuk memperbaiki berbagai organ dan jaringan yang rusak dalam tubuh manusia dengan cepat.

Penelitian mutakhir yang dipimpin oleh Dr. Emilio I. Alarcon, seorang profesor madya di Fakultas Kedokteran Universitas Ottawa, dapat memengaruhi kehidupan jutaan orang di masa depan dengan hidrogel peptida yang dapat menutup luka kulit, memberikan terapi pada otot jantung yang rusak, dan memperbaiki otot jantung yang rusak. Kornea.

"Kami menggunakan peptida untuk menciptakan solusi terapeutik. Tim ini mengambil inspirasi dari alam untuk mengembangkan solusi sederhana untuk penutupan luka dan perbaikan jaringan," kata Dr. Alarcon, seorang ilmuwan dan direktur kelompok BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) di University of Ottawa Heart Institute, yang penelitian perintisnya adalah mengembangkan material baru dengan kemampuan regenerasi jaringan.

Peptida adalah molekul yang ditemukan dalam organisme hidup, dan hidrogel adalah material berair dengan tekstur seperti jeli yang telah terbukti bermanfaat untuk tujuan terapeutik.

Pendekatan yang diambil dalam penelitian ini, diterbitkan dalam Advanced Functional Materials dan dilakukan bersama dengan Dr. Erik Suuronen dan Dr. Mark Ruel, bersifat unik. Sebagian besar hidrogel yang dipelajari dalam rekayasa jaringan adalah material yang berasal dari hewan dan berbasis protein, tetapi biomaterial yang dibuat oleh tim kolaboratif tersebut diperkuat dengan peptida yang direkayasa. Hal ini membuatnya lebih dapat diterapkan dalam praktik klinis.

Dr. Ruel, seorang profesor di Departemen Kedokteran Seluler dan Molekuler di Fakultas Kedokteran Universitas Ottawa dan ketua penelitian di Departemen Bedah Jantung di Institut Jantung Universitas Ottawa, mengatakan bahwa temuan penelitian ini bisa jadi revolusioner.

“Meskipun evolusi telah berlangsung selama ribuan tahun, respons manusia terhadap penyembuhan luka masih belum sempurna,” kata Dr. Ruel. “Kami melihat jaringan parut yang tidak teratur dari sayatan kulit hingga cedera mata hingga perbaikan jantung setelah infark miokard. Dokter Alarcon, Suuronen, dan anggota tim kami lainnya telah berfokus pada masalah ini selama hampir dua dekade. Publikasi Dr. Alarcón dalam Advanced Functional Materials merupakan cara baru untuk membuat penyembuhan luka, penyembuhan organ, dan bahkan jaringan parut dasar setelah operasi menjadi jauh lebih mudah dikelola secara terapeutik dan karenanya dioptimalkan untuk kesehatan manusia."

Peptida Sintetis untuk Perbaikan Jaringan Lunak Instan. Advanced Functional Materials (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Memang, kuncinya adalah kemampuan untuk memodulasi biomaterial peptida. Hidrogel tim Universitas Ottawa dirancang agar dapat disetel, menjadikan material tahan lama ini mudah beradaptasi untuk digunakan dalam berbagai jaringan. Pada dasarnya, resep dua komponen dapat diubah untuk meningkatkan daya rekat atau mengurangi komponen lain tergantung pada bagian tubuh yang memerlukan perbaikan.

“Kami sangat terkejut dengan berbagai aplikasi yang dapat dicapai material kami,” kata Dr. Alarcon. “Kami Teknologi ini menawarkan solusi terpadu yang dapat disesuaikan tergantung pada jaringan target.”

Dr. Alarcon juga mencatat bahwa data penelitian menunjukkan bahwa efek terapeutik hidrogel biomimetik sangat efektif, dan penggunaannya jauh lebih sederhana dan lebih hemat biaya daripada pendekatan regeneratif lainnya.

Materi tersebut dikembangkan dengan biaya rendah dan dalam format yang dapat diskalakan, yang sangat penting bagi banyak aplikasi biomedis skala besar. Tim juga mengembangkan sistem penyaringan cepat yang secara signifikan mengurangi biaya pengembangan dan waktu pengujian.

“Pengurangan biaya dan waktu yang signifikan ini tidak hanya membuat material kami lebih layak secara ekonomi, namun juga mempercepat potensi penggunaan klinis,” kata Dr. Alarcon.

Apa langkah selanjutnya yang dilakukan tim peneliti? Mereka akan melakukan uji coba pada hewan besar sebagai persiapan untuk pengujian pada manusia. Hingga saat ini, tes jantung dan kulit telah dilakukan pada hewan pengerat, dan pemeriksaan kornea telah dilakukan secara ex vivo.