La plataforma de hidrogel utiliza vitamina B2 y luz azul para simplificar los modelos de tejidos vivos

Investigadores de la Universidad de Tampere han presentado una innovadora plataforma de hidrogel que aprovecha la vitamina B2 y la luz azul para agilizar la creación de modelos de tejidos vivos. Esta innovación promete revolucionar campos como la medicina regenerativa, el modelado de enfermedades y el descubrimiento de fármacos al ofrecer un método más accesible y biocompatible para desarrollar biomateriales personalizados. El avance implica un hidrogel de ácido hialurónico modificado con galol, que exhibe notables propiedades adhesivas y de autocuración.

Cuando se expone a la luz azul en presencia de riboflavina, comúnmente conocida como vitamina B2, el hidrogel se forma rápidamente y se une a una amplia gama de moléculas biológicas, incluidas proteínas, ADN y ARN, sin modificaciones químicas previas. Este proceso elimina la necesidad de tratamientos químicos complejos, simplificando así la fabricación de biomateriales funcionales. Los métodos tradicionales de hidrogel a menudo requieren múltiples pasos químicos, reactivos especializados o condiciones duras que pueden comprometer la salud celular y reducir la efectividad de las biomoléculas incorporadas. En contraste, la nueva plataforma utiliza ácido gálico, un antioxidante natural que se encuentra en plantas, frutas y hojas de té.

Al combinar el ácido gálico con riboflavina y luz azul, los investigadores crearon un sistema que apoya la preservación de la actividad biológica y mantiene un entorno propicio para el crecimiento celular. La versatilidad de la plataforma se demostró a través de experimentos en los que hidrogeles compuestos de diferentes componentes apoyaron el crecimiento diferencial de modelos de células de cáncer colorrectal en tumoroides tridimensionales. Estas estructuras se parecían más a los tumores humanos que los cultivos bidimensionales convencionales, proporcionando un modelo más preciso para estudiar la progresión de la enfermedad y las respuestas terapéuticas.

El autor principal Austin Donnelly Evans, investigador doctoral de la Universidad de Tampere, enfatizó la simplicidad y adaptabilidad del sistema. "Nuestro objetivo era desarrollar una plataforma que fuera sencilla, flexible y lo más amigable posible con las células", explicó. "Una de las características destacadas del sistema es su capacidad para mantener la funcionalidad de las biomoléculas incrustadas incluso después de la formación de hidrogel. Por ejemplo, la proteína de señalización Wnt3A, integrada en el hidrogel, retuvo su actividad biológica e influyó eficazmente en el comportamiento celular.

Además, los hidrogeles exhibieron una alta viabilidad celular y apoyaron el crecimiento celular tridimensional, creando entornos que replican mejor la complejidad de los tejidos vivos. La adaptabilidad de la plataforma mejora aún más su utilidad. Los investigadores podrían personalizar las propiedades físicas del hidrogel e incorporar selectivamente componentes biológicos específicos, lo que permite la creación de entornos específicos de tejidos adaptados a diversas aplicaciones. Según Evans, el uso de ácido gálico asegura que los materiales resultantes exhiban características similares a los tejidos naturales, como capacidades parciales de autocuración y viscoelasticidad.

En particular, el sistema no depende de fotoiniciadores externos, ya que los investigadores descubrieron que la formación de hidrogel a veces puede ocurrir utilizando solo medios de cultivo celular estándar. Este hallazgo reduce el número de componentes requeridos y simplifica la química general, haciendo que la plataforma sea más fácil de usar para entornos de laboratorio. A medida que el equipo continúa refinando y expandiendo las capacidades de la plataforma, las implicaciones para la investigación biomédica y las aplicaciones clínicas parecen vastas.

Con su énfasis en la simplicidad, flexibilidad y biocompatibilidad, esta tecnología de hidrogel marca un paso significativo en la búsqueda de desarrollar modelos de tejidos más efectivos y realistas para el avance científico y médico.