Kolumbiya Universiteti Mühəndislik və Tətbiqi Elmlər Məktəbi tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriLaboratoriyadan bir nümunə. Kredit: Correa Lab

Columbia Engineering-dən olan tədqiqatçılar toxuma mühəndisliyi və regenerativ tibb tətbiqləri üçün hüceyrədənkənar veziküllər (EV) ilə hazırlanmış bioaktiv inyeksiya edilə bilən hidrogellərin dizaynı üçün çərçivə yaratdılar.

Matter jurnalında nəşr olunan Columbia Engineering-də biotibbi mühəndislik üzrə dosent Santiago Correa və onun əməkdaşları regenerativ tibb üçün biomaterialların inkişafında uzun müddətdir mövcud olan maneələri aradan qaldırmaq üçün süddən EV-lərdən istifadə edən inyeksiya edilə bilən hidrojel platformasını təsvir edir.

EV-lər təbii olaraq hüceyrələr tərəfindən ifraz olunan hissəciklərdir və zülallar və genetik material kimi yüzlərlə bioloji siqnal daşıyır və sintetik materialların asanlıqla təkrarlana bilməyəcəyi mürəkkəb mobil rabitəni təmin edir.

Bu araşdırmada Korrea və həmkarları EV-lərin ikili rol oynadığı hidrojel sistemi dizayn etdilər: onlar bioaktiv yük kimi çıxış edir, həm də inyeksiya edilə bilən material yaratmaq üçün biouyğun polimerləri çarpaz birləşdirərək əsas struktur tikinti blokları kimi xidmət edirlər.

Qatıqdan südlü EV-lərdən istifadə edən qeyri-ənənəvi yanaşmadan istifadə edərək, komanda EV əsaslı biomaterialların inkişafına mane olan məhsuldarlıq məhdudiyyətlərini aradan qaldıra bildi. Qatıq EV-ləri hidrogelə həm canlı toxumanın mexanikasını təqlid etməyə, həm də ətrafdakı hüceyrələri aktiv şəkildə cəlb etməyə imkan verdi, əlavə kimyəvi əlavələrə ehtiyac olmadan şəfa və toxuma bərpasını təşviq etdi.

Correa laboratoriyasında NSF məzunu tədqiqat işçisi Artemis Margaronis ilə araşdırmaya rəhbərlik edən Korrea, “Bu layihə EV-ə əsaslanan hidrojellərin necə qurulacağına dair əsas sual kimi başladı. Qatıqlı EV-lər bunun üçün bizə praktiki alət verdi, lakin onlar bir modeldən daha çox oldu” dedi. “Biz onların yeni, əlçatan terapevtik materiallara qapı açan özünəməxsus regenerativ potensiala sahib olduğunu gördük.”

Korrea Kolumbiya Universitetində Nanoölçülü İmmun Mühəndislik Laboratoriyasına rəhbərlik edir, burada tədqiqatı dərmanların çatdırılması və immun mühəndisliyinə diqqət yetirir. O, həmçinin Herbert İrvinq Kompleks Xərçəng Mərkəzinin üzvüdür və bu layihədə Kolumbiya Mühəndislik fakültəsinin əməkdaşı Kam Leonq ilə əməkdaşlıq etmişdir.

Tədqiqat Padova Universitetinin tədqiqatçıları, o cümlədən Elisa Cimetta (Sənaye Mühəndisliyi Departamenti) və aspirant Caterina Piunti ilə beynəlxalq əməkdaşlıq vasitəsilə daha da gücləndirildi.

Padova komandasının kənd təsərrüfatı EV mənbələri sahəsində təcrübəsini Correa laboratoriyasının nanomateriallar və polimer əsaslı hidrojellər üzrə təcrübəsi ilə birləşdirərək, komanda biomateriallar innovasiyalarının inkişafında disiplinlərarası, qlobal tərəfdaşlığın gücünü nümayiş etdirdi.

Qatıqdan əldə edilən EV-lərdən istifadə edərək, komanda EV-ləri həm struktur, həm də bioloji elementlər kimi özündə birləşdirən hidrogellərin yaradılması üçün dizayn məkanını müəyyənləşdirdi. Onlar platformanın modul olduğunu və müxtəlif vezikül mənbələrinə uyğun olduğunu nümayiş etdirərək məməli hüceyrələrindən və bakteriyalardan əldə edilən EV-lərdən istifadə edərək yanaşmanı daha da təsdiqlədilər .

Bu, yaraların sağalması və regenerativ təbabətdə qabaqcıl tətbiqlərə qapı aça bilər, burada mövcud müalicələr çox vaxt uzunmüddətli toxuma təmirini təşviq etməkdə qısadır. EV-ləri birbaşa hidrojel quruluşuna inteqrasiya edərək, material onların bioaktiv siqnallarının davamlı çatdırılmasına imkan verir. Hidrojel enjekte edilə bilən olduğundan, zədələnmiş toxumalara lokal olaraq da çatdırıla bilər.

İlkin təcrübələr göstərir ki, qatıq EV hidrogelləri biouyğundur və immunokompetent siçanlarda bir həftə ərzində güclü angiogenik aktivliyə səbəb olur ki, bu da kənd təsərrüfatı EV-lərinin nəinki fundamental biomaterialların tədqiqinə imkan yaratdığını, həm də gələcək nəsil biotexnologiya kimi terapevtik potensiala malik olduğunu nümayiş etdirir.

Siçanlarda bu material heç bir mənfi reaksiya əlamətləri göstərmədi və bunun əvəzinə toxumaların effektiv bərpasında əsas addım olan yeni qan damarlarının əmələ gəlməsinə kömək etdi.

Korreanın komandası həmçinin müşahidə edib ki, hidrogel antiinflamatuar hüceyrə tipləri ilə zənginləşdirilmiş unikal immun mühit yaradır ki, bu da müşahidə olunan toxuma təmir proseslərinə kömək edə bilər. Komanda indi bu immun reaksiyanın toxuma bərpasına necə kömək edə biləcəyini araşdırır.

“Orqanizmin təbii mühitini yaxından təqlid edən və eyni zamanda sağalma prosesini sürətləndirən material hazırlaya bilmək regenerativ tibb üçün yeni imkanlar dünyası açır ” dedi Margaronis.

“Bu kimi anlar mənə biotibbi mühəndislik sahəsində tədqiqat sahəsinin niyə həmişə maraqlı bir şeyin zirvəsində olduğunu xatırladır.”

Ətraflı məlumat: Hüceyrədənkənar veziküllər bioaktiv inyeksiya edilə bilən hidrogellər üçün dinamik çarpaz bağlayıcılar kimi, maddə (2025). DOI: 10.1016/j.matt.2025.102340 . www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(25)00383-2

Jurnal məlumatı: Məsələ Kolumbiya Universiteti Mühəndislik və Tətbiqi Elmlər Məktəbi tərəfindən təmin edilmişdir