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Desarrollo de hidrogeles con actividad antioxidante y neutralizante de TGF-beta con potencial para regeneración tisular
Development of hydrogels with antioxidant and neutralizing activity of TGF-beta with potential for tissue regeneration
Lesly Stephanie Gomez Aparicio
Ana Bertha Castro Ceseña
Acceso Abierto
Atribución
Hidrogeles, capacidad antioxidante, TGF-β, regeneración, tejido
Hydrogels, antioxidant capacity, TGF-β, regeneration, tissue
Actualmente, se ha asociado la reparación incorrecta de un tejido lesionado, por una herida, por ejemplo, a una sobreexpresión del factor de crecimiento transformante beta (TGF-β), una citocina que participa ampliamente en el proceso de reparación tisular. Por lo que desarrollar estrategias para modular la expresión de esta citocina es una alternativa para la ingeniería de tejidos. Los compuestos antioxidantes han demostrado mejorar los procesos de reparación tisular, además de promover el avance de la fase inflamatoria a la de regeneración, en la reparación de un tejido. En el presente trabajo se desarrollaron hidrogeles de alginato de calcio-PEGMA (Alg), suplementados con diferentes concentraciones de extracto acuoso de M. oleifera (MO) y N-acetilcisteína (NAC), los cuales tienen capacidad antioxidante. Al suplementar los hidrogeles de Alg con MO y NAC se incrementó la actividad antioxidante respecto a la inhibición del radical ABTS•+ en un 53.43 ± 12 y 99 ± 0.16%, respectivamente. En términos de biocompatibilidad, los hidrogeles de Alg-NAC y Alg-MO-NAC aumentaron al doble la viabilidad celular en fibroblastos dérmicos humanos CCD-1112sk y de ratón, L929, después de 24 h de cultivo. Además, agregar 0.1% m/v de MO a los hidrogeles de Alg-NAC incrementó la hemocompatibilidad de los hidrogeles al disminuir el porcentaje de lisis de eritrocitos de 4.56 ± 1.79 a 1.64 ± 0.12%. Con respecto a su capacidad hemostática, es decir su capacidad para formar un coágulo y ayudar a evitar una hemorragia, los hidrogeles Alg-MO-NAC coagularon más sangre que los de Alg y Alg-MO durante una hora, en estudios in vitro. Los hidrogeles Alg-NAC y Alg-MO-NAC demostraron, in vitro, ser capaces de neutralizar TGF-β hasta en un 47.29 ± 19.63 y 25.21 ± 8.96%, respectivamente, sin afectar la viabilidad celular. Nuestros resultados prueban que el haber suplementado los hidrogeles de alginato con NAC y M. oleifera favoreció la capacidad antioxidante, neutralizante de TGF-β y una mejora en sus propiedades hemostáticas. Con lo que se demuestra el potencial de los hidrogeles sintetizados en este trabajo para el tratamiento de heridas y regeneración de tejidos.
Currently, the incorrect repair of an injured tissue, by a wound, has been associated, for example, an overexpression of transforming growth factor beta (TGF-β), a cytokine that participates extensively in the tissue repair process. Therefore, developing strategies to modulate the expression of this cytokine is an alternative for tissue engineering. Antioxidant compounds have been shown to improve tissue repair processes, in addition to promoting the advancement from the inflammatory phase to the regeneration phase, in tissue repair. In the present work, calcium alginate-PEGMA hydrogels (Alg) were developed, supplemented with different concentrations of aqueous extract of M. oleifera (MO) and N-acetylcysteine (NAC), which have antioxidant capacity. By supplementing the Alg hydrogels with MO and NAC, the antioxidant activity with respect to the inhibition of the ABTS • + radical increased by 53.43 ± 12 and 99 ± 0.16%, respectively. In terms of biocompatibility, Alg-NAC and Alg-MO-NAC hydrogels doubled cell viability in human CCD-1112sk and mouse, L929 dermal fibroblasts after 24 h of culture. Furthermore, adding 0.1% m / v OM to the Alg-NAC hydrogels increased the hemocompatibility of the hydrogels by decreasing the percentage of erythrocyte lysis from 4.56 ± 1.79 to 1.64 ± 0.12%. Regarding their hemostatic capacity, that is, their ability to form a clot and help prevent bleeding, Alg-MO-NAC hydrogels clotted more blood than Alg and Alg-MO for one hour, in in vitro studies. The hydrogels Alg-NAC and Alg-MO-NAC demonstrated, in vitro, to be capable of neutralizing TGF-β up to 47.29 ± 19.63 and 25.21 ± 8.96%, respectively, without affecting cell viability. Our results prove that having supplemented the alginate hydrogels with NAC and M. oleifera favored the antioxidant and neutralizing capacity of TGF-β and an improvement in its hemostatic properties. With which the potential of the hydrogels synthesized in this work for the treatment of wounds and tissue regeneration is demonstrated.
CICESE
2021
Tesis de maestría
Español
Gomez Aparicio, L.S. 2021. Desarrollo de hidrogeles con actividad antioxidante y neutralizante de TGF-beta con potencial para regeneración tisular. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 55 pp.
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