# Understanding fibrin-mediated immunomodulation in wound healing

> **NIH NIH F30** · UNIVERSITY OF CALIFORNIA-IRVINE · 2020 · $41,240

## Abstract

PROJECT SUMMARY 
 
The incidence of acute and chronic wounds from surgery, traumatic injury, diabetes, and metabolic syndrome is 
on  the  rise,  affecting  over  three  million  people  in  the  US  alone  and  costing  tens  of  billions  of  dollars  a  year.  
Successful wound healing progresses through coagulation/inflammation, proliferation, and remodeling phases, 
culminating  in  tissue  regeneration  and/or  contraction  and  scarring.  Macrophages  are  essential  mediators  of 
progression  through  these  stages,  and  responsive  to  external  therapeutic  modulation.  Yet,  the  soluble  and 
mechanical factors mediating macrophage interactions with these materials and other wound effectors remain 
largely unknown. I propose to use immunology and bioengineering approaches to improve our tools and work to 
fill  this  unmet  clinical  need.  Our  previous  work  demonstrated  that  fibrin,  a  major  component  of  the  provisional 
extracellular  matrix,  skews  murine  bone  marrow  derived  macrophages  (BMDM)  towards  an  anti-­inflammatory 
phenotype in vitro, suppressing the stereotyped cytokine response to potent inflammatory stimuli, including LPS. 
Preliminary  data  from  5  mm  full-­thickness  skin  wounds  in  mice  showed  anti-­inflammatory  skew  in  the  wound, 
measured by Arginase, iNOS, and YAP expression in macrophages, and diminished myofibroblast marker alpha 
smooth muscle actin (aSMA) with fibrin treatment, suggesting a role for macrophage-­myofibroblast interactions 
in the wound. Additionally, both soft (1.2 kPa) and stiff (840kPa) gels have been shown to increase macrophage 
secretion of inflammatory cytokines seen in the stereotyped foreign body response (e.g. TNFa), with intermediate 
stiffness  showing  lower  secretion,  indicating  a  mechanical  sweet  spot  for  immunomodulation.  I  propose  to 
engineer fibrin-­PEG hydrogels, mechanically optimized for macrophage immunomodulatory capacity, and apply 
them to in vitro cocultures to determine macrophage-­fibroblast-­fibrin interaction dynamics and test the hypothesis 
that  fibrin  hydrogels  of  moderate  stiffness  (~140  kPa)  will  best  promote  anti-­inflammatory  macrophage 
phenotype, facilitating decreased myofibroblast contractility. I also aim to define the mechanisms by which fibrin 
hydrogels  modulate  macrophage  phenotype  to  achieve  wound  healing  and  regeneration  in  vivo,  using  a  full 
thickness  skin  wound  model  in  wild  type,  and  selective  immune  cell  depletions  models  (macrophage-­  MAFIA, 
clodrosome;; neutrophil-­ anti-­GR1, B-­cell-­anti-­CXCL13). I will use histology, flow cytometry, and RNA-­seq to test 
the hypothesis that fibrin-­PEG hydrogels of moderate stiffness (~140 kPa) will accelerate wound resolution and 
tissue  regeneration  by  promoting  anti-­inflammatory  macrophage  phenotype.  Understanding  the  mediators  of 
fibrin-­enhanced  wound  healing  will  help  us  better  understand  physi...

## Key facts

- **NIH application ID:** 10017645
- **Project number:** 5F30AI142986-02
- **Recipient organization:** UNIVERSITY OF CALIFORNIA-IRVINE
- **Principal Investigator:** Raji Nagalla
- **Activity code:** F30 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $41,240
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2019-08-25 → 2023-08-24

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10017645

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10017645, Understanding fibrin-mediated immunomodulation in wound healing (5F30AI142986-02). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10017645. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*