ペプチドベースのハイドロゲルが組織と臓器の修復に有望

オタワ大学が率いるチームは、バイオメディカルの精度と自然にヒントを得たエンジニアリングを組み合わせて、人体のさまざまな損傷した臓器や組織を迅速に修復する大きな可能性を秘めたゼリー状の素材を開発しました。

オタワ大学医学部の准教授であるエミリオ・I・アラルコン博士が率いる最先端の研究は、皮膚の傷を塞ぎ、損傷した心筋に治療薬を届け、損傷した心筋を修復できるペプチドハイドロゲルによって、将来何百万人もの人々の生活に影響を与える可能性があります。角膜。

「私たちはペプチドを使って治療ソリューションを作成しています。チームは自然からインスピレーションを得て、傷口の閉鎖と組織の修復のためのシンプルなソリューションを開発しています」と、オタワ大学心臓研究所のバイオエンジニアリングおよび治療ソリューション (BEaTS) グループの科学者兼ディレクターであるアラルコン博士は述べています。同研究所の先駆的な研究は、組織再生能力を持つ新しい材料の開発です。

ペプチドは生物に存在する分子であり、ハイドロゲルはゼリー状の質感を持つ水性材料であり、治療目的に有用であることが証明されています。

Advanced Functional Materials に掲載され、エリック・スーロネン博士とマーク・ルーエル博士と共同で実施したこの研究で採用されたアプローチはユニークです。組織工学で研究されているハイドロゲルのほとんどは動物由来のタンパク質ベースの材料ですが、共同チームが作成した生体材料は人工ペプチドで強化されています。これにより、臨床診療への応用がさらに広がります。

オタワ大学医学部細胞分子医学科教授であり、オタワ大学心臓研究所心臓外科科研究主任であるルーエル博士は、この研究結果は革命的なものになる可能性があると述べました。

「何千年もの進化にもかかわらず、人間の創傷治癒への反応は未だ不完全です」とルーエル博士は言います。「皮膚切開から眼の損傷、心筋梗塞後の心臓修復まで、不規則な瘢痕が見られます。アラルコン医師、スーロネン医師、および私たちのチームの他のメンバーは、ほぼ 20 年間この問題に取り組んできました。アラルコン博士の Advanced Functional Materials での発表は、創傷治癒、臓器治癒、さらには手術後の基本的な瘢痕を治療的にはるかに管理しやすくし、したがって人間の健康を最適化する新しい方法を示しています。」

即時軟部組織修復のための合成ペプチド。Advanced Functional Materials (2024)。DOI: 10.1002/adfm.202402564

確かに、鍵となるのはペプチド生体材料を調節する能力です。オタワ大学チームのハイドロゲルは調整可能に設計されており、この耐久性のある材料はさまざまな組織での使用に適応できます。基本的に、2 成分のレシピを微調整して、修復が必要な体の部位に応じて接着性を高めたり、他の成分を減らしたりすることができます。

「私たちの材料が実現できる用途の範囲に非常に驚きました」とアラルコン博士は言います。「私たちの技術は、対象組織に応じてカスタマイズ可能な統合ソリューションを提供します。」

アラルコン博士はまた、研究データから、生体模倣ハイドロゲルの治療効果は非常に効果的であり、その使用は他の再生アプローチよりもはるかに簡単でコスト効率が高いことが示唆されていると指摘しています。

この材料は低コストでスケーラブルな形式で開発されました。これは、多くの大規模な生物医学的用途にとって極めて重要です。チームはまた、開発コストとテスト時間を大幅に削減する迅速なスクリーニング システムも開発しました。

「コストと時間を大幅に削減することで、私たちの材料は経済的に実現可能になるだけでなく、臨床使用の可能性も高まります」とアラルコン博士は述べています。

研究チームの次のステップは何ですか? 彼らは、ヒトでのテストに備えて、大規模な動物実験を実施します。これまでに、心臓と皮膚のテストがげっ歯類で実施され、角膜の作業は体外で行われています。