Injektálható bioaktív szövetregeneráló készítmény

A Matter folyóiratban július 25-én jelent meg a Columbia University School of Engineering and Applied Science kutatóinak tanulmánya, amelyben egy, az élő szövetek mechanikai tulajdonságait utánzó, injektálható hidrogél kifejlesztéséről számoltak be, amely a regeneratív medicinában kerülhet alkalmazásra. Az extracelluláris vezikulumokat (EV-ket) tartalmazó hidrogél érdekessége, hogy az EV-ket tejből nyerik ki az elkészítéséhez. Az EV-k a sejtek által természetesen kiválasztott részecskék, amelyek több száz biológiai szignalizációs molekulát hordoznak, például fehérjéket és genetikai anyagokat, lehetővé téve a kifinomult sejtkommunikációt, amelyet a szintetikus anyagok nem tudnak könnyen utánozni.

A mostani fejlesztés során a kutatók olyan hidrogél rendszert terveztek, amelyben az EV-k kettős szerepet játszanak: egyfajta bioaktív “hatóanyagként” funkcionálnak, de egyben alapvető szerkezeti építőelemként is szolgálnak, mivel biokompatibilis polimereket kötnek össze, hogy injekciós anyagot képezzenek.

Az EV-ket a kutatók joghurtból nyerték, és ezzel az innovatív megközelítéssel a csapatnak sikerült leküzdenie az EV-alapú fejlesztést gátló hozamkorlátokat. A joghurt EV-k lehetővé tették, hogy a hidrogél utánozza az élő szövetek mechanikáját, és aktívan bevonja a környező sejteket, elősegítve a gyógyulást és a szövetek regenerálódását, mindezt további vegyi adalékok nélkül.

“Ez a projekt egy alapvető kérdéssel indult: hogyan lehet EV-alapú hidrogéleket létrehozni? A joghurtból nyert EV-k praktikus eszközt adtak ehhez, de kiderült, hogy ez több, mint egy modell” – nyilatkozta Santiago Correa, aki Artemis Margaronisszal együtt vezette a kutatást. „Felfedeztük, hogy ezek a részecskék veleszületett regeneratív potenciállal rendelkeznek, ami új, hozzáférhető terápiás anyagok fejlesztése előtt nyithatja meg az utat. Az emlős sejtekből és baktériumokból nyert EV-k felhasználásával tovább validáltuk megközelítésünket, bizonyítva, hogy a platform moduláris és kompatibilis a különböző vezikulumokkal.”

Ez a fejlesztés megnyithatja az utat a sebgyógyulás és a regeneratív medicina területén alkalmazott olyan fejlett alkalmazások előtt, amelyek olyan területeken alkalmazható, ahol a jelenleg rendelkezésre álló kezelések gyakran nem képesek elősegíteni a hosszú távú szöveti regenerációt. Az EV-k hidrogél szerkezetbe történő integrálásával az anyag lehetővé teszi a bioaktív szignálok tartós továbbítását, ami gyors regenerációt eredményez, és mivel a hidrogél injekcióval beadható, topikálisan is alkalmazható a helyreállítandó, sérült szövetekben.

A korai kísérletek azt mutatják, hogy a joghurtból nyert EV-k hidrogéljei biokompatibilisek és egy héten belül erős angiogén aktivitást váltanak ki állati modellszervezetekben. Az egerekben az anyag nem mutatta mellékhatások jeleit, viszont elősegítette új vérerek kialakulását, ami a hatékony szövetregeneráció kulcsfontosságú lépése.

Correa csapata azt is megfigyelte, hogy a hidrogél egyedi immunkörnyezetet hoz létre, amely gazdag gyulladáscsökkentő immunsejt típusokban.

“Az a lehetőség, hogy olyan anyagot tervezhettünk, amely kiválóan utánozza a test természetes környezetét, egyúttal pedig felgyorsítja a gyógyulási folyamatot, új lehetőségek tárházát nyitja meg a regeneratív orvoslás számára” – nyilatkozta Margaronis.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Scientists develop tissue-healing gel using milk-derived extracellular vesicles

Extracellular vesicles as dynamic crosslinkers for bioactive injectable hydrogels

Irodalmi hivatkozás:

Extracellular Vesicles as Dynamic Crosslinkers for Bioactive Injectable Hydrogels, Matter (2025). DOI: 10.1016/j.matt.2025.102340. www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(25)00383-2