Фластери и завоји од гљива – будућност лечења рана и опекотина

Да би хидрогел имао примену у биомедицини, мора да има вишеслојну структуру налик оној коју имају наша кожа, хрскавица и мишићи. Док неки инжењери покушавају да направе синтетичке верзије које имитирају биологију, научници са Универзитета у Јути открили су хидрогел који буквално има „свој живот“.

Marquandomyces marquandii је уобичајена врста гљивице која живи у земљишту и обећавајући је кандидат за ову примену. Ова гљива је прошла кроз малу „кризу идентитета“, пошто је дуго била погрешно сврстана као paecilomyces marquandii, све док 2020. године није добила свој сопствени род. Ускоро би, можда, могла да дода и нову улогу свом животопису, као биоинтегрисани хидрогел.

Такви хидрогелови се стварају од организама за које знамо да формирају унакрсно повезане, сложене мрежне структуре, које потенцијално могу да замене наша мекана ткива.

„Хидрогелови се сматрају обећавајућом алтернативом за примене у регенерацији и инжењерингу ткива, скелетима за културу ћелија, биореакторима и носивим уређајима, захваљујући својој способности да блиско имитирају вискоеластична својства меког ткива“, пише главни аутор Атул Агравал, инжењер са Универзитета у Јути, заједно са својим колегама.

Иако најчешће повезујемо гљиве са печуркама и буђавим наслагама, то су заправо њихови репродуктивни делови. Већи део гљиве чини мрежа филамената позната као мицелијум, који се обично крије дубоко у земљишту, дрвету или воћу на дну посуде. Управо та влакнаста, слојевита мрежа чини гљиве изузетно занимљивим биоматеријалом.

„Како расту, гљиве полажу унакрсне зидове који затим деле дугачка влакна на бројне појединачне ћелије. Оне могу да расту бесконачно, све док има довољно хранљивих материја... постоји много тога у том понашању што бисмо могли искористити, а што још увек није истражено“, објашњава миколог Брин Денингер из Природњачког музеја Јуте.

Друге гљиве су већ тестиране као потенцијални биомедицински хидрогелови, али су се често показале као превише ломљиве или су се сувише брзо сушиле. То није био случај са marquandomyces marquandii, која је, када се узгајала методом стационарне течне ферментације, створила хидрогел способан да задржи чак 83 одсто воде.

„Оно што смо добили је хидрогел са више слојева. Видљив је голим оком, а ти слојеви имају различиту порозност. Горњи слој има око 40 одсто порозности, а затим се смењују појасеви са 90 и 70 одсто порозности“, каже Агравал, показујући на једну од гљивичних колонија коју узгаја у стакленој посуди пуној жуте течности хранљивог медијума.

Истраживачи сумњају да ови различити слојеви настају због промена у брзини и стратегији раста. На пример, тамо где је гљива досегла површину медијума за раст, њена порозност је била најмања, вероватно зато што је приоритет био раст у страну. То значи да би научници могли да подесе услове раста, попут снабдевања кисеоником и температуре, како би оптимизовали микроструктуру хидрогела у зависности од примене.

„Ова врста је посебно била у стању да развије велике, густе мицелијумске слојеве, што нас највише занима. Мицелијум се углавном састоји од хитина, слично као у љуштурама морских шкољки и егзоскелетима инсеката. Биокомпатибилан је, али уједно и веома сунђераст“, каже инжењер материјала са Универзитета у Јути, Стивен Налевај.

„Теоретски, могао би се користити као шаблон за биомедицинске примене или минерализовати да би се направила потпора за кости“, додаје Налевај.

Проћи ће још доста времена пре него што вам лекар понуди „гљивичну кожу“ као третман за опекотине или имплант направљен од гљива. Marquandomyces marquandii није штетна за људе, али студије на животињама указују да хитин из буђи може изазвати ретке алергијске реакције.

С друге стране, може помоћи неким биљкама да расту. Због тога ће бити потребно много више експеримената како би се утврдило колико добро ова гљива из земљишта може да сарађује са живим ткивом.

„Колико је нама познато, ово је први извештај о врсти мицелијума која је постигла хидрогелска својства у условима потопљеног раста, што marquandomyces marquandii позиционира као нови и обећавајући материјал за биомедицинске примене“, пише тим истраживача.