Od poliestru roślinnego do opatrunku na rany
Nasza skóra stanowi pierwszą linię obrony organizmu przed drobnoustrojami, które mogą wywoływać zakażenia. Choć skóra stanowi niezwykle silną barierę, nie jest niemożliwa do pokonania. Na przykład kiedy się skaleczymy, niezależnie od tego, czy jest to nieszkodliwe zadrapanie, czy poważniejsza rana, w skórze powstaje otwór, przez który mogą przedostawać się patogeny. W takim przypadku skóra przejawia jednak niezwykłą zdolność do automatycznej naprawy i zamknięcia rany. Niestety osoby z osłabionym układem odpornościowym często cierpią z powodu przewlekłych, niegojących się ran, przez co są szczególnie podatne na zakażenia Aby lepiej chronić tych chorych, pewna europejska badaczka sięgnęła po rośliny. „Na przestrzeni milionów lat rośliny wykształciły niezwykłą zdolność do ochrony przed najróżniejszymi czynnikami, od promieniowania UV po drapieżniki i choroby”, mówi Cristina Silva Pereira, biochemiczka z Instytutu Technologii Chemicznej i Biologicznej im. António Xaviera. Przy wsparciu finansowanego przez UE projektu MIMESIS, Silva Pereira pracuje nad stworzeniem opatrunku na rany na bazie biomateriałów, dla którego inspiracją są roślinne poliestry i który dzięki temu może naśladować właściwości antybakteryjne i regeneracyjne skóry.
Naturalny bliźniak naszej skóry
Poliestry stanowią część osłonki pokrywającej i chroniącej praktycznie wszystkie nadziemne części roślin – łodygi, owoce, liście czy gałęzie. Jak wyjaśnia Silva Pereira, w roślinach występują dwa rodzaje poliestrów – kutyna i suberyna. „Oba poliestry występują powszechnie w roślinach, jednak każdy z nich pełni inne zadanie”, dodaje. „Kutyna jest woskową, odpychającą ciecze substancją chroniącą tkanki części nadziemnych rośliny, z koeli suberyna występuje w perydermach, takich jak kora drzew i bulw, w których tworzy barierę chroniącą przed zagrożeniami z zewnątrz”. Ale co to wszystko ma wspólnego z ludzką skórą i ranami? „To wyjątkowe połączenie poliestrów jest bardzo zbliżone do zewnętrznej warstwy naszej skóry”, zauważa Silva Pereira. „Jako takie ma potencjał, by stać się bazą dla materiałów do opatrywania ran”.
Rozwiązania potencjalnie ratujące życie ludzkie
Aby wykorzystać poliester do stworzenia opatrunków, w ramach projektu MIMESIS opracowano innowacyjną, łatwą metodę ekstrakcji kutyny i suberyny z roślin. Dzięki wykorzystaniu biokompatybilnej cieczy jonowej jako głównego ekstrahentu proces pozwala odzyskać niemal pierwotną postać poliestrów i zachować ich zdolności błonotwórcze. „Możliwość zachowania tych pierwotnych właściwości barierowych, zwłaszcza ich potencjału przeciwbakteryjnego, bakteriobójczego i zapobiegającego powstawaniu osadu biologicznego, stanowi znaczący krok w kierunku opracowania roślinnych materiałów opatrunkowych na bazie poliestru”, mówi Silva Pereira. Silva Pereira zaznacza przy tym, że osiągnięcie tak przełomowych wyników było możliwe tylko dzięki wsparciu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych. „Ten grant sprawił, że to, co wcześniej było dla mnie niewyobrażalne, stało się możliwe”, mówi. „Zgromadzenie sieci znakomitych współpracowników, od ekspertów w dziedzinie polimerów i materiałoznawstwa po specjalistów zajmujących się biologią roślin, genetyką i biorafineriami, pozwoliło nam przekonać się, jak można przełożyć biologię roślin na rozwiązania potencjalnie ratujące życie”. Zespół badawczy zajmuje się obecnie konsolidacją i publikacją swoich prac. Zamierza także wykorzystać odkrycia dotyczące odporności roślin do potwierdzenia słuszności koncepcji dotyczącej produkcji bezpiecznych, biopochodnych składników o potencjalnym zastosowaniu w materiałach funkcjonalnych i dodatkach do środków rolniczych.
Słowa kluczowe
MIMESIS, poliester roślinny, opatrunek na rany, skóra, patogeny mikrobiologiczne, infekcja, rana, system immunologiczny, rośliny, biomateriał
