Hidrogéis de matriz extracelular pulmonar humana se assemelham à rigidez e viscoelasticidade do tecido pulmonar nativo

Doenças pulmonares crônicas, como a fibrose pulmonar idiopática (FPI) e a doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), estão associadas a mudanças na composição e abundância da matriz extracelular (MEC) que afetam as propriedades mecânicas do pulmão. Este estudo teve como objetivo gerar hidrogéis de MEC a partir de tecidos pulmonares humanos de controle, DPOC grave da Iniciativa Global para Doenças Pulmonares Obstrutivas Crônicas (GOLD) IV e fibrosados, e avaliar se suas propriedades de rigidez e viscoelasticidade refletiam o tecido nativo. Para a geração de hidrogéis, os tecidos pulmonares de controle, DPOC GOLD IV e fibrosados foram descelularizados, liofilizados, moídos em pó, solubilizados com pepsina porciana, tamponados com PBS e gelificados a 37°C. As propriedades reológicas dos tecidos e hidrogéis foram avaliadas com um tester de compressão de baixa carga, medindo a rigidez e as propriedades viscoelásticas em termos de um modelo de Maxwell generalizado representando fases de relaxação viscoelástica. Os hidrogéis de MEC apresentaram um relaxamento de tensão maior do que os tecidos. Os hidrogéis de MEC exigiram três elementos de Maxwell com tempos de relaxamento (τ) ligeiramente mais rápidos do que o do tecido nativo, que exigiu quatro elementos. A importância relativa (R i) do primeiro elemento de Maxwell contribuiu mais nos hidrogéis de MEC, enquanto para o tecido a contribuição foi distribuída entre os quatro elementos. O tecido de FPI teve um quarto elemento de maior duração com um R i maior do que os outros tecidos, e os hidrogéis de MEC de FPI realmente exigiram um quarto elemento de Maxwell, em contraste com todos os outros hidrogéis de MEC. Este estudo mostra que hidrogéis compostos por MEC pulmonar humana nativa podem ser gerados. A rigidez dos hidrogéis de MEC assemelhou-se à do tecido completo, enquanto a viscoelasticidade diferiu.