Promovare afaceri, știri din business și comunicate de presă

Și dacă ați avea la dispoziție suturi "deștepte", inspirate de tehnici vechi de mii de ani, dar care pot face mult mai mult decât să țină țesuturile la locul lor? Ei bine, inginerii de la MIT au făcut asta posibil - au creat suturi care pot identifica inflamația și elibera medicamente.

Aceste suturi noi sunt inspirate din țesuturile animale, asemenea suturilor "catgut" folosite de romani. Însă, în viziunea modernă a MIT, suturile au fost învelite în hidrogeluri pline cu senzori, medicamente sau chiar celule care pot elibera molecule terapeutice. "Avem acum o sutură bioderivată, care este modificată cu un strat de hidrogel. Acesta funcționează ca un rezervor pentru senzori de inflamație sau medicamente, cum ar fi anticorpii monoclonali pentru a trata inflamația", explică Giovanni Traverso, unul dintre autorii studiului și profesor asociat la MIT.

Suturile dezvoltate de MIT au potențialul de a ajuta pacienții cu boala Crohn să se vindece mai bine după operațiile de îndepărtare a unei părți din intestin. Dar nu se opresc aici - ele pot fi adaptate și pentru vindecarea rănilor sau inciziilor chirurgicale din alte părți ale corpului. Autorii principali ai studiului sunt foștii postdoctoranzi de la MIT, Jung Seung Lee și Hyunjoon Kim, iar rezultatele lor au fost publicate recent în revista Matter.

Suturile catgut, realizate din fibre de colagen purificat de la vaci, oi sau capre, formează noduri puternice care se dizolvă natural în cam 90 de zile. Chiar dacă există și suturi sintetice absorbabile, catgutul este încă preferat în multe intervenții chirurgicale. Traverso și echipa sa au vrut să folosească acest tip de sutură derivată din țesuturi pentru a crea un material rezistent, absorbabil, care să aibă și funcții avansate, cum ar fi detectarea și administrarea de medicamente.

Aceste suturi "inteligente" ar putea fi extrem de utile pentru pacienții cu boala Crohn. În cazul lor, uneori trebuie îndepărtată o porțiune din intestin din cauza blocării cauzate de cicatrizare excesivă sau inflamație. Ei bine, dacă procesul de resigilare a capetelor rămase ale intestinului nu e făcut corect, poate duce la scurgeri periculoase pentru pacient. Pentru a evita aceste riscuri, echipa de la MIT a proiectat o sutură care nu doar că menține țesutul la locul lui, dar poate și detecta inflamația, semn că intestinul resigilat nu se vindecă așa cum ar trebui.

Pentru a realiza aceste suturi noi, cercetătorii au folosit țesut de porc, care a fost "decelularizat" cu ajutorul detergenților. Astfel, au redus riscul de a provoca inflamații în țesutul gazdă. Au rămas doar cu un material fără celule, numit "De-gut", care conține proteine structurale, cum ar fi colagenul, și alte biomolecule prezente în matricea extracelulară care înconjoară celulele. După ce au uscat și răsucit țesutul în fire, au verificat cât de rezistent este acesta la întindere. S-a dovedit că este la fel de rezistent ca suturile catgut de pe piață. În plus, suturile De-gut provoacă un răspuns imunitar mult mai slab decât catgut-ul tradițional.

"Țesuturile decelularizate au fost folosite pe scară largă în medicina regenerativă datorită biofuncționalității lor superioare", spune Lee. "Noi acum propunem o nouă platformă pentru detecție și livrare folosind țesuturi decelularizate. Acest lucru va deschide noi aplicații ale materialelor derivate din țesuturi." 

Dar povestea nu se oprește aici. Cercetătorii au mers mai departe și au adăugat funcții suplimentare materialului de sutură, acoperindu-l cu un strat de hidrogel. În acest hidrogel, au putut încorpora diverse "încărcături" - microparticule pentru detectarea inflamației, diverse molecule de medicamente sau celule vii. De exemplu, pentru detecția inflamației, au creat microparticule acoperite cu peptide care se eliberează atunci când enzimele asociate cu inflamația, numite MMPs, sunt prezente în țesut. Aceste peptide pot fi detectate printr-un simplu test de urină.

Cercetătorii au demonstrat că pot folosi învelișul de hidrogel pentru a transporta medicamente folosite în tratarea bolilor inflamatorii intestinale. Aceste medicamente au fost transportate de microparticule realizate din polimeri aprobați de FDA, care controlează rata de eliberare a medicamentelor. Acest mecanism poate fi adaptat pentru a elibera și alte tipuri de medicamente, cum ar fi antibioticele sau medicamentele pentru chimioterapie. Mai mult decât atât, suturile inteligente ar putea fi folosite pentru a livra celule terapeutice, cum ar fi celulele stem. Cercetătorii au testat această posibilitate, încorporând suturile cu celule stem modificate pentru a exprima un marker fluorescent. Ei au constatat că celulele rămân viabile timp de cel puțin șapte zile când sunt implantate la șoareci.

Echipa de cercetare se concentrează acum pe testarea suplimentară a fiecărei aplicații potențiale și pe extinderea procesului de fabricație a suturilor. Își propun, de asemenea, să exploreze utilizarea suturilor în alte părți ale corpului, nu doar în tractul gastrointestinal. "Sutura intestinală decelularizată dezvoltată de echipa MIT este o platformă fascinantă pentru detectarea și livrarea unei game largi de produse terapeutice, inclusiv molecule mici, produse biologice și celule vii. Echipa a făcut o treabă excelentă demonstrând versatilitatea acestei platforme", spune Omid Veiseh, profesor asociat de bioinginerie la Universitatea Rice, care nu a fost implicat în studiu.

Printre alți autori ai lucrării se numără Gwennyth Carroll, Gary Liu, Ameya Kirtane, Alison Hayward, Adam Wentworth, Aaron Lopes, Joy Collins, Siid Tamang, Keiko Ishida, Kaitlyn Hess, Junwei Li și Sufeng Zhang. Cercetarea a fost posibilă datorită finanțării de la Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust, Departamentul de Inginerie Mecanică al MIT, Fundația Națională de Cercetare din Coreea și o bursă NRSA Ruth L. Kirschstein a Institutului Național de Diabet și Boli Digestive și Renale Ruth L. Kirschstein.

Echipa PromoAfaceri

Foto: mit.edu