Hidrogel berbasis peptida menunjukkan harapan untuk perbaikan jaringan dan organ

Dengan menggabungkan presisi biomedis dan rekayasa yang terinspirasi dari alam, tim ilmuwan yang dipimpin oleh Universitas Ottawa telah menciptakan bahan seperti gel yang menunjukkan potensi besar untuk memperbaiki dengan cepat berbagai organ dan jaringan yang rusak dalam tubuh manusia.

Penelitian mutakhir yang dipimpin oleh Associate Professor Fakultas Kedokteran Universitas Ottawa, Dr. Emilio I. Alarcon dapat memengaruhi kehidupan jutaan orang di masa depan dengan hidrogel peptida yang dapat menutup luka kulit, memberikan terapi ke otot jantung yang rusak, dan memperbaiki kornea yang rusak.

"Kami menggunakan peptida untuk menciptakan solusi terapeutik. Tim ini mengambil inspirasi dari alam untuk mengembangkan solusi sederhana untuk penutupan luka dan perbaikan jaringan," kata Dr. Alarcon, seorang ilmuwan dan direktur kelompok BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) di University of Ottawa Heart Institute, yang penelitian perintisnya berfokus pada pengembangan material baru dengan kemampuan regenerasi jaringan.

Peptida adalah molekul yang ditemukan dalam organisme hidup, dan hidrogel adalah bahan berbasis air dengan tekstur seperti gel yang terbukti berguna untuk tujuan terapeutik.

Pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini, yang dipublikasikan dalam Advanced Functional Materials dan dipimpin bersama oleh Dr. Erik Suuronen dan Dr. Mark Ruel, bersifat unik. Sebagian besar hidrogel yang dipelajari dalam rekayasa jaringan berasal dari hewan dan berbasis protein, tetapi biomaterial yang dibuat oleh tim gabungan tersebut disempurnakan dengan peptida hasil rekayasa. Hal ini membuatnya lebih dapat diterapkan dalam praktik klinis.

Dr. Ruel, seorang profesor di Departemen Kedokteran Seluler dan Molekuler di Fakultas Kedokteran Universitas Ottawa dan ketua penelitian di Divisi Bedah Jantung di Institut Jantung Universitas Ottawa, meyakini temuan penelitian ini bisa menjadi sesuatu yang revolusioner.

“Meskipun evolusi telah berlangsung selama ribuan tahun, respons manusia terhadap penyembuhan luka masih belum sempurna,” kata Dr. Ruel. “Kami melihat jaringan parut abnormal dari sayatan kulit hingga cedera mata hingga perbaikan jantung setelah serangan jantung. Dr. Alarcón, Suuronen, dan anggota tim kami yang lain telah berfokus pada masalah ini selama hampir dua dekade. Makalah Dr. Alarcón dalam Advanced Functional Materials merupakan cara baru untuk membuat penyembuhan luka, penyembuhan organ, dan bahkan jaringan parut dasar setelah operasi menjadi jauh lebih mudah dikelola secara terapeutik dan karenanya dioptimalkan untuk kesehatan manusia.”

Peptida yang disintesis untuk perbaikan jaringan lunak secara instan. Advanced Functional Materials (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Memang, kuncinya adalah kemampuan untuk memodulasi biomaterial peptida. Hidrogel buatan tim Universitas Ottawa dirancang agar dapat disesuaikan, sehingga material yang kuat dapat beradaptasi untuk digunakan dalam berbagai jaringan. Pada dasarnya, resep dua komponen tersebut dapat disesuaikan untuk meningkatkan daya rekat atau mengurangi komponen lain, tergantung pada bagian tubuh yang memerlukan perbaikan.

"Kami sangat terkejut dengan berbagai aplikasi yang dapat dicapai oleh bahan kami," kata Dr. Alarcon. "Teknologi kami menawarkan solusi terpadu yang disesuaikan tergantung pada jaringan target."

Dr. Alarcon juga mencatat bahwa penelitian ini menunjukkan bahwa efek terapeutik hidrogel biomimetik sangat efektif dan penggunaannya jauh lebih sederhana dan lebih hemat biaya daripada pendekatan regenerasi lainnya.

Bahan-bahan tersebut dikembangkan dengan biaya rendah dan dalam format yang dapat diskalakan, yang merupakan kualitas penting untuk banyak aplikasi biomedis berskala besar. Tim tersebut juga mengembangkan sistem penyaringan cepat yang secara signifikan mengurangi biaya pengembangan dan waktu pengujian.

“Pengurangan biaya dan waktu yang signifikan ini tidak hanya membuat material kami lebih ekonomis, tetapi juga mempercepat potensinya untuk penggunaan klinis,” kata Dr. Alarcon.

Apa langkah selanjutnya bagi tim peneliti? Mereka akan melakukan uji coba pada hewan dalam jumlah besar sebagai persiapan untuk pengujian pada manusia. Sejauh ini, uji coba pada jantung dan kulit telah dilakukan pada hewan pengerat, dan pengerjaan kornea telah dilakukan secara ex vivo.