Onderzoekers van Monash University hebben 's werelds eerste bioactieve plantaardige nanocellulose-hydrogel gemaakt om de groei van organoïden te ondersteunen en de kosten van onderzoek naar kanker en COVID-19 aanzienlijk te verlagen.

Deze ontdekking door onderzoekers van BioPRIA (Bioresource Processing Institute of Australia), Monash University's Department of Chemical Engineering en het Monash Biomedicine Discovery Institute zullen organoïden goedkoper ontwikkelen, sneller en ethischer.

De hydrogel kan ook de screening van geneesmiddelen en ziektemodellering voor infectieziekten verbeteren, zoals COVID-19; stofwisselingsziekten, zoals obesitas en diabetes; en kanker.

De bevindingen, gepubliceerd in Geavanceerde wetenschap , komen naar voren als een veelbelovende bevinding voor de groei van organoïden voor essentiële laboratoriumtests over de hele wereld. Met extra testen, deze hydrogel zou in minder dan 12 maanden beschikbaar kunnen zijn voor onderzoekers en gezondheidswerkers over de hele wereld.

Nanocellulosegels kosten slechts cent voor elke 10 ml die wordt gebruikt, vergeleken met $600 of meer voor de huidige gouden standaard.

Bovenal, nanocellulosegels zijn volledig plantaardig, het voorkomen van het oogsten van dierlijke organen en onbekende biomoleculen voor geavanceerde medische tests.

Professor Gil Garnier en Dr. Rodrigo Curvello van BioPRIA binnen de afdeling Chemische Technologie van Monash University leidden het onderzoek.

"Organoïden bieden een robuust model voor belangrijke toepassingen in de biogeneeskunde, inclusief drugscreening en ziektemodellering. Maar de huidige benaderingen blijven duur, biochemisch variabel en ongedefinieerd, "Professor Garnier, directeur van BioPRIA, zei.

"Dit zijn grote obstakels voor fundamenteel onderzoek en de vertaling van organoïden naar klinieken. Alternatieve matrices die organoïde systemen kunnen ondersteunen, zijn nodig om de kosten drastisch te verlagen en de onbetrouwbaarheid van onbekende biomoleculen te elimineren.

"Omdat nanocellulose-hydrogel diervrij is, de samenstelling wordt perfect gecontroleerd en reproduceerbaar - in tegenstelling tot de huidige vooruitgang - en bootst de omstandigheden van het menselijk lichaam volledig na."

Organoïden zijn driedimensionaal, geminiaturiseerde en vereenvoudigde versies van in vitro geproduceerde organen die gedrag en functionaliteiten van ontwikkelde organen kunnen repliceren.

Meestal aangeduid als 'organen in een schaal' of 'mini-organen', organoïden zijn een uitstekend hulpmiddel om fundamentele biologische processen te bestuderen. Via organoïden, we kunnen begrijpen hoe cellen interageren in een orgaan, hoe ziekten hen beïnvloeden en de effecten van medicijnen op het verminderen van ziekten.

Organoïden worden gegenereerd uit embryonale, volwassen, pluripotente of geïnduceerde pluripotente stamcellen, evenals van primaire gezonde of kankerachtige weefsels. Voor langdurig gebruik, organoïden worden gewoonlijk ingebed in een Engelbreth-Holm Swarm (EHS) -matrix die is afgeleid van het gereconstitueerde basaalmembraan van muizensarcoom.

Momenteel, organoïde cultuur is afhankelijk van dit dure en ongedefinieerde van tumor afgeleide materiaal dat de toepassing ervan bij screening met hoge doorvoer belemmert, regeneratieve geneeskunde en diagnostiek.

"Onze studie was in wezen in staat om een ​​op planten gebaseerde nanocellulose-hydrogel te gebruiken die de groei van dunne darm organoïden afgeleid van muizen kan repliceren, ' zei Dr. Curvello.

"Het is in wezen gemaakt van 99,9% water en slechts 0,1% vaste stoffen, gefunctionaliseerd met een eencellig adhesief peptide. Cellulose-nanovezels zijn gekoppeld aan zouten die zorgen voor de micro-omgeving die nodig is voor de groei en proliferatie van organoïden in de dunne darm.

"Ontworpen nanocellulosegel vertegenwoordigt een duurzaam alternatief voor de groei van organoïden, bijdragen aan het verlagen van de kosten van studies over ziekten van mondiaal belang, vooral in ontwikkelingslanden."