Pentru a juca un rol în domeniul biomedical, un hidrogel trebuie să aibă o structură multistratificată, asemănătoare cu cea a pielii noastre, a cartilajelor și a mușchilor. În timp ce unii ingineri lucrează la versiuni sintetice care imită biologia, oamenii de știință de la Universitatea din Utah au descoperit un hidrogel care are, într-adevăr, o viață proprie.
Marquandomyces marquandii este o specie comună de mucegai de sol și un candidat promițător pentru această sarcină. Această ciupercă a avut o mică criză de identitate, fiind clasificată greșit ca Paecilomyces marquandii până când a fost repartizată în genul său propriu în 2020. În curând, ar putea adăuga rolul de ‘hidrogel bio-integrat’ la CV-ul său.
Hidrogelurile bio-integrate sunt create din organisme care știm că formează structuri de rețea încrucișate, intricate, care ar putea să înlocuiască țesuturile moi proprii.
„Se consideră că hidrogelurile reprezintă o alternativă promițătoare pentru aplicații în regenerarea și ingineria țesuturilor, scheleții pentru culturi de celule, bioractoarele celulare și dispozitivele purtabile, datorită abilității lor de a imita îndeaproape proprietățile viscoelastice ale țesuturilor moi,” scrie autorul principal Atul Agrawal, un inginer de la Universitatea din Utah, și colaboratorii săi.
În timp ce suntem cei mai familiarizați cu ciupercile și cu mucegaiul acestora, acestea sunt de fapt părțile reproductive ale organismului. Ciupercile sunt compuse în principal dintr-o rețea de filamente numită miceliu, de obicei ascunsă adânc în sol, lemn sau în acel avocado vechi de la fundul coșului cu fructe. Este această rețea fibroasă, stratificată, care a făcut din ciuperci un biomaterial atât de fascinant de explorat.
„Pe măsură ce cresc, ele depun aceste pereți transversali care apoi compartimentează un filament foarte lung în multe celule individuale,” spune micologul Bryn Dentinger de la Muzeul de Istorie Naturală din Utah. „Ele vor crește la nesfârșit atâta timp cât există suficientă nutriție în jur… există multe aspecte pe care le-am putea exploata din aceste comportamente care nu au fost explorate pe deplin.”
Alte ciuperci au fost testate pentru potențialul lor ca hidrogeluri biomedical, dar s-au dovedit adesea prea fragile sau s-au uscat prea repede. Acest lucru nu a fost cazul pentru M. marquandii, care, atunci când este crescută folosind o metodă de fermentație lichidă staționară, a format un hidrogel capabil să rețină până la 83% apă.
„Ceea ce vedeți aici este un hidrogel cu mai multe straturi,” spune Agrawal, referindu-se la una dintre coloniile fungice pe care o crește într-un balon de sticlă, plin cu un mediu de cultură lichid gălbui.
„Este vizibil cu ochiul liber, iar aceste straturi multiple au porozități diferite. Astfel, stratul superior are aproximativ 40% porozitate, iar apoi există benzi alternative de 90% porozitate și 70% porozitate.”
Ei bănuiesc că aceste straturi diferite apar din schimbările în ritmul și strategia de creștere: de exemplu, acolo unde ciuperca a atins suprafața mediului de creștere, porozitatea sa a fost cea mai scăzută, poate.
Editor RevistaSanatatii.ro. Isi doreste ca activitatea lui sa aduca speranta milioanelor de oameni bolnavi din Romania, sa le aline suferintele si sa le ofere speranta.
