Samarbejde former ekstracellulær vesikelretentionsstrategi

At udnytte unik ekspertise i samarbejdets ånd er en af ​​Carnegie Mellon Universitys formler for succes. I løbet af de sidste tre år har Phil Campbell og Xi (Charlie) Ren samarbejdet om forskning relateret til rumlig kontrol af ekstracellulære vesikler (EV'er). Deres indsats har givet en ny strategi, der muliggør langsigtet EV rumlig retention, en nøglevariabel til at muliggøre fremtidig vævsteknologi og regenerativ medicinapplikationer.

"Elbiler kan opfattes som de universelle kommunikatorer - ikke kun i kroppen, men i alle levende ting," forklarede Campbell, forskningsprofessor i biomedicinsk teknik. "De forekommer naturligt, er biokompatible og kan bruges til at levere beskeder mellem celler på nanoskalaniveau."

Undersøgelser har vist, at EV-baserede terapier er mindre tilbøjelige til at udløse ugunstige immunresponser og ikke udgør de samme logistiske og regulatoriske bekymringer som terapier baseret på levende celler. Men selvom de er rig på potentiale, er elbiler leveret i deres naturlige form normalt tilbøjelige til hurtig clearance og mangler typisk kontrolleret målrettet levering. I nogle applikationer er gentagen forlænget dosering påkrævet, hvilket giver udfordringer med både overordnet effektivitet og virkning.

"Vores arbejde stammede fra et meget simpelt spørgsmål," sagde Ren, assisterende professor i biomedicinsk teknik. "Der er mange aspekter af at kontrollere den biologiske funktion af elbiler, men hvis vi kan give tilbageholdelse (af elbiler), kan vi så gøre noget fantastisk? En af de bedste måder at fremme forskning på er at tale med andre fakulteter, der har anden ekspertise. Vi har taget kemiaspekterne og værktøjerne fra mit laboratorium og koblet dem med EV-platformen udviklet af Phils laboratorium for at præsentere innovativ ny teknologi."

I nyere forskning offentliggjort i Biomaterials , beskrev gruppen en metode til immobilisering af mesenkymale stamceller (MSC)-afledte EV'er i kollagenhydrogeler for at øge angiogenese eller dannelsen af ​​nye blodkar, hvilket er et kritisk trin for de fleste reparative og regenerative applikationer. Praktisk talt kan diabetespatienter, der lider af vaskulær sygdom, hvor arterier er hærdede i hele deres kroppe, drage fordel af pro-angiogene biomaterialer som disse.

For at opnå dette inkorporerede forskerne et selektivt kemisk mærke på EV's ydre overflade, som ikke påvirker dets morfologiske eller funktionelle egenskaber. Gennem denne kemiske tag kan elbiler effektivt forankres i hydrogelimplantater og fremkalde mere robust værtscelleinfiltration. I undersøgelsen viste angiogene og immunregulerende responser sammenlignet med 10 gange den højere dosis, der kræves ved brug af konventionelle, ikke-immobiliserede elbiler.

"I en nøddeskal, hvad vi nu har evnen til at gøre er at rumligt kontrollere, hvor vi placerer elbiler og holde dem der under kontrollerede forhold," opsummerede Campbell. "Vi har specifikt set på at fremme angiogenese for dette papir, men bredere end det kan denne teknik føre til øgede terapeutiske anvendelser til sårheling og andre regenerative og reparerende terapier."

Bestræbelser på at anvende denne EV-platform til knoglevævsteknologi som et alternativ til titanium er også i gang. Gruppen designer stilladser og udforsker funktionalisering for at overvinde de nuværende udfordringer, titanium præsenterer som et begrænset regenerativt middel, når det implanteres i kroppen.

"Vi håber, at vi kan designe en måde at infundere ikke-biologiske materialer, såsom et metalimplantat, med denne hydrogel, med EV ladet, som kan tilskynde kroppen til at tage det fremmede implantat mellem kropsdelene," sagde Ren. + Udforsk yderligere

Gurkemejeforbindelse hjælper med at dyrke konstruerede blodkar og væv