Hidrogeles de proteína similar a la elastina y ácido hialurónico (ELP-HA) con señales mecánicas y bioquímicas desacopladas para la regeneración del cartílago.
Año de publicación:
2017
Identificación de PubMed:
28268018
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
El ácido hialurónico (HA) es un componente importante de la matriz extracelular del cartílago y es un material atractivo para su uso como matrices inyectables 3D para la regeneración del cartílago. Si bien estudios anteriores han demostrado la promesa de los hidrogeles a base de HA para apoyar la formación de cartílago a base de células, la variación de la concentración de HA generalmente condujo a cambios simultáneos tanto en las señales bioquímicas como en la rigidez. Aún se desconoce en gran medida cómo responden las células al cambio del contenido bioquímico de HA. Aquí presentamos una plataforma de hidrogel adaptable de proteína similar a la elastina y ácido hialurónico (ELP-HA) que utiliza química covalente dinámica, que permite la variación de la concentración de HA sin afectar la rigidez de la matriz. Los hidrogeles ELP-HA se crearon a través de enlaces dinámicos de hidrazona mediante la reacción entre ELP modificado con hidracina (ELP-HYD) y HA modificado con aldehído (HA-ALD). Al ajustar la relación estequiométrica de los grupos aldehído a los grupos hidrazina mientras se mantenía constante la concentración de ELP-HYD, se fabricaron hidrogeles con una concentración variable de HA (1.5%, 3% o 5%) (p/v) con una rigidez comparable. Para evaluar los efectos de la concentración de HA en la regeneración celular del cartílago, se encapsularon condrocitos dentro de hidrogeles ELP-HA con concentraciones variables de HA. El aumento de la concentración de HA condujo a un aumento dependiente de la dosis en la expresión del gen marcador del cartílago y mejoró la deposición de sGAG al tiempo que minimizó el fenotipo indeseable del fibrocartílago. El uso de hidrogeles de proteínas adaptables formados mediante química covalente dinámica puede ser ampliamente aplicable como andamios 3D con propiedades de nicho desacopladas para guiar otros destinos celulares deseables y la reparación de tejidos.
Resumen científico:
El ácido hialurónico (HA) es un componente importante de la matriz extracelular del cartílago y es un material atractivo para su uso como matrices inyectables 3D para la regeneración del cartílago. Si bien estudios anteriores han demostrado la promesa de los hidrogeles a base de HA para apoyar la formación de cartílago a base de células, la variación de la concentración de HA generalmente condujo a cambios simultáneos tanto en las señales bioquímicas como en la rigidez. Aún se desconoce en gran medida cómo responden las células al cambio del contenido bioquímico de HA. Aquí presentamos una plataforma de hidrogel adaptable de proteína similar a la elastina y ácido hialurónico (ELP-HA) que utiliza química covalente dinámica, que permite la variación de la concentración de HA sin afectar la rigidez de la matriz. Los hidrogeles ELP-HA se crearon a través de enlaces dinámicos de hidrazona mediante la reacción entre ELP modificado con hidracina (ELP-HYD) y HA modificado con aldehído (HA-ALD). Al ajustar la relación estequiométrica de los grupos aldehído a los grupos hidrazina mientras se mantenía constante la concentración de ELP-HYD, se fabricaron hidrogeles con una concentración variable de HA (1.5%, 3% o 5%) (p/v) con una rigidez comparable. Para evaluar los efectos de la concentración de HA en la regeneración celular del cartílago, se encapsularon condrocitos dentro de hidrogeles ELP-HA con concentraciones variables de HA. El aumento de la concentración de HA condujo a un aumento dependiente de la dosis en la expresión del gen marcador del cartílago y mejoró la deposición de sGAG al tiempo que minimizó el fenotipo indeseable del fibrocartílago. El uso de hidrogeles de proteínas adaptables formados mediante química covalente dinámica puede ser ampliamente aplicable como andamios 3D con propiedades de nicho desacopladas para guiar otros destinos celulares deseables y la reparación de tejidos.