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Les hydrogels basés sur peptide nouveaux retiennent la promesse grande pour des applications de bureau d'études de tissu

les échafaudages de Tissu-bureau d'études établis autour des peptides ultra-courts fournissent une plate-forme neuve pour étudier la régénération osseuse dans le laboratoire.

Les peptides développés à KAUST auto-montent dans un hydrogel comme un cartilage qui imite la modification naturelle qui soutient l'ossification dans le fuselage. Ses propriétés physiologique appropriées permettent à cette matière biologique qui respecte les cellules de supporter la croissance et développement des cellules de précurseur de moelle osseuse. Il permet également aux vaisseaux sanguins tubulaires de se dessiner, qui est une partie critique de la santé et du réglage d'os.

Notre système est un modèle simple, efficace et robuste qui ressemble attentivement à l'architecture complexe du tissu osseux indigène. Utilisant ces hydrogels basés sur peptide, nous pouvons maintenant établir des modèles de la maladie 3D pour le bureau d'études de tissu, la recherche biomédicale et le contrôle de médicament. »

Salwa Alshehri, Ph.D. Student

Les chercheurs de KAUST, aboutis par professeur Charlotte Hauser de bio-ingénierie, avaient précédemment prouvé que leurs peptides ultra-courts pourraient être mélangés aux cellules dans le gicleur d'une imprimante 3D pour produire un type de bioink qui, une fois qu'éjecté, solidifierait immédiatement dans forms2 désiré. Mais il était peu clair si le matériau synthétique pourrait supporter la pleine complexité du développement d'os, qui comprend l'adhérence, l'écart et la différenciation des cellules souche d'os-détail, avec l'incursion des vaisseaux sanguins requis pour le transfert et l'enlèvement nutritifs de métabolique-rebuts.

Alshehri a mis la plate-forme au test. Lui et Hauser, avec le stagiaire Hepi Hari Susapto de Ph.D., ont réglé avec précision la dureté de leurs hydrogels en modifiant la concentration des peptides dans leur mélange. Une fois qu'ils avaient les bonnes propriétés mécaniques pour la croissance osseuse, les chercheurs ont injecté les échafaudages avec les cellules souche mésenchymateuses moelle-dérivées par os. À l'intérieur de ces éléments 3D, les cellules ont mis à jour leur capacité pour le renouvellement automatique et, dans des conditions appropriées, pourraient convertir en cellules de os-formation d'osteocyte.

L'équipe de KAUST alors est allée un peu plus. Les chercheurs ont ajouté des cellules portées des veines ombilicales humaines à leurs échafaudages de mini-os et ont constaté que le matériau pourrait supporter un réseau dense de formation de vaisseau sanguin aussi bien. « Notre modèle avec succès a facilité plus d'un type de cellules sans toute compromission sur leur viabilité, » dit Alshehri, qui espère maintenant développer les modèles bien plus sophistiqués de tissu osseux pour le bilan dans des modèles animaux et, éventuellement, comme traitement régénérateur pour des patients présentant la maladie des os.

Alshehri, Hauser et leurs collègues examinent également pour étendre la plate-forme dans d'autres applications médicales, pas simplement régénération osseuse. « Puisque les vaisseaux sanguins sont une partie intégrante de tissus indigènes, » Alshehri dit, « la culture couronnée de succès des cellules endothéliales dans 3D dans ces hydrogels retient une promesse grande pour des applications de bureau d'études de tissu en général. »

Source:
Journal references:
  • Alshehri, S., et al. (2021) Scaffolds from self-assembling tetrapeptides support 3D spreading, osteogenic differentiation, and angiogenesis of mesenchymal stem cells. Biomacromolecules. doi.org/10.1021/acs.biomac.1c00205.
  • Susapto, H.H., et al. (2021) Ultrashort peptide bioinks support automated printing of large-scale constructs assuring long-term survival of printed tissue constructs. Nano Letters. doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04426.