Investigadores de la Universidad de Melbourne y la Universidad Nacional de Australia han desarrollado un nuevo hidrogel ‘híbrido’, que permite a los médicos administrar de manera segura células madre en el sitio de una lesión cerebral en ratones.

Un hidrogel es un gel a base de agua que se puede usar para administrar sustancias al cuerpo y se puede usar para promover el crecimiento efectivo de nuevas células.

Publicado en Nature Communications, el avance de la prueba de concepto resuelve un gran desafío que enfrentan los investigadores de células madre desde la década de 1980 : mantener vivas las células madre durante el tiempo suficiente para permitirles evolucionar hasta convertirse en las células necesarias para crear tejido nuevo cuando se insertan. en una parte dañada del cuerpo.

El hidrogel suministra tanto las células madre como el oxígeno necesario para mantener vivas las células madre durante el proceso de inyección y para asegurar que las células madre se conviertan en el tipo de células necesarias para crear tejido nuevo para reparar el daño. Los investigadores creen que este avance beneficiará los tratamientos con células madre en muchas otras partes del cuerpo más allá del cerebro y el sistema nervioso central.

El equipo que desarrolló el hidrogel está codirigido por el profesor de la Universidad de Melbourne, David Nisbet, director del Instituto Graeme Clark de Ingeniería Biomédica; y el profesor Colin Jackson de la Universidad Nacional de Australia (ANU), miembro de los Centros de Excelencia del Consejo Australiano de Investigación de Innovaciones en Péptidos y Proteínas y Biología Sintética.

El profesor Nisbet dijo : « Después de una lesión como un derrame cerebral, hay un área muerta en el cerebro, incluido el sistema sanguíneo. Por lo tanto, necesitamos un suministro de sangre temporal para apoyar a las células hasta que se repare el sistema sanguíneo. Este hidrogel patentado lo proporciona ».

« Muy pocos tratamientos farmacológicos pueden tratar afecciones como el accidente cerebrovascular o la enfermedad de Parkinson y tienen poca eficacia. Actualmente no existen tratamientos que puedan revertir estas afecciones ».

El profesor Jackson dijo que el avance interesará a los investigadores y médicos de todo el mundo y es probable que conduzca a muchos tratamientos médicos revolucionarios.

« La prueba de concepto ahora se ha demostrado en el cerebro de ratones, pero la investigación representa una estrategia generalizable para desarrollar nanomateriales inyectables para una amplia gama de aplicaciones, incluido el trasplante de células, la administración de genes y fármacos, modelos de enfermedades in vitro en 3D y órganos en -tecnología de un chip », dijo el profesor Jackson.

Durante cinco años de investigación, el equipo descubrió que una proteína sintética basada en mioglobina, una proteína natural que se encuentra en altas concentraciones en los músculos del corazón de los cachalotes y los caballos, agregada a su hidrogel proporcionaba la liberación sostenida de oxígeno necesaria para asegurar que las células madre sobrevivir al proceso de entrega y convertirse en el tipo de células necesarias para reparar el tejido cerebral.

Se cree que las ballenas y otros animales de las profundidades han desarrollado altas concentraciones de mioglobina en su tejido muscular para poder absorber lentamente la mayor cantidad de oxígeno posible mientras bucean. De manera similar, se cree que los caballos han desarrollado concentraciones más altas de mioglobina para poder correr distancias más largas.

La profesora de la Universidad de Melbourne, Clare Parish, realizó los estudios con ratones y dijo que los resultados se lograron en tejido cerebral lesionado, lo que aumenta la posibilidad de desarrollar tejido nuevo para futuros tratamientos humanos.

« Vimos que el hidrogel que incorporaba mioglobina y células madre reparaba el tejido cerebral lesionado. El análisis a los 28 días después de la administración del hidrogel reveló una supervivencia y un crecimiento significativamente mejores de las nuevas células madre que se necesitan para un funcionamiento cerebral saludable, en comparación con un hidrogel sin mioglobina « , dijo el profesor Parish.

« Observamos que el nuevo tejido podría estimularse de manera similar al tejido cerebral sano, proporcionando la primera evidencia de los beneficios de incluir el suministro de oxígeno dentro de un hidrogel para lograr la supervivencia a largo plazo y la integración de los trasplantes de células madre ».