Пластыри из живых грибов могут стать будущим лечения ран

Грибы известны прежде всего своей способностью перерабатывать мертвую органику и возвращать ее в природный круговорот. Однако материаловеды сегодня исследуют, смогут ли они однажды помочь и человеческому телу восстанавливаться – с помощью особых гидрогелей. Чтобы гидрогель можно было использовать в медицине, он должен иметь многослойную структуру, напоминающую строение кожи, хрящей и мышц. Пока одни инженеры создают синтетические материалы, имитирующие биологические процессы, ученые из Университета Юты обнаружили гидрогель, который буквально ведет себя как живой организм.

Marquandomyces marquandii – широко распространенная почвенная плесень, которая может стать идеальным кандидатом для этой задачи. Когда-то этот гриб ошибочно относили к виду Paecilomyces marquandii, но в 2020 году его выделили в отдельный род. Теперь, возможно, его ждет новое "назначение" – в роли биоинтегрированного гидрогеля.

Биоинтегрированные гидрогели создаются из живых организмов, способных формировать сложные переплетенные структуры, которые по свойствам могут заменять мягкие ткани человеческого тела. Обычно, говоря о грибах, мы представляем себе шляпки и плесень, но на самом деле это лишь их репродуктивная часть. Основное тело гриба – это мицелий, сеть тончайших нитей, скрытая в почве, древесине или даже в том старом авокадо, забытом в вазе с фруктами. Именно эта волокнистая, многослойная структура делает грибы столь привлекательными для использования в качестве биоматериала.

Многие виды грибов уже испытывались как возможная основа для биомедицинских гидрогелей, однако большинство из них оказалось либо слишком хрупким, либо быстро теряло влагу. Marquandomyces marquandii выделяется на их фоне: при выращивании с помощью метода стационарной жидкостной ферментации он формирует гидрогель, который способен удерживать до 83% воды.

Ученые предполагают, что различия между слоями связаны с тем, как меняются скорость и стратегия роста гриба. Например, в местах, где мицелий достигал поверхности питательной среды, её пористость оказывалась минимальной – вероятно, потому что гриб переключался на боковой рост. Это открытие позволяет регулировать параметры выращивания, такие как уровень кислорода или температура, чтобы настраивать микроструктуру гидрогеля под конкретные задачи.

До того момента, когда врачи смогут использовать "грибную кожу" для заживления ожогов или имплантировать сустав, выращенный из грибного материала, пройдет еще немало времени. Пока неизвестно, насколько M. marquandii безопасен для человека, хотя эксперименты на животных показывают, что содержащийся в плесени хитин иногда способен вызывать аллергические реакции. Есть и положительная сторона: M. marquandii может стимулировать рост некоторых растений. Тем не менее, прежде чем использовать этот почвенный гриб в медицине, нужно провести множество испытаний, чтобы убедиться, что он совместим с живыми тканями.