新型植物凝胶可加速微型器官的生长改善癌症治疗

莫纳什大学的研究人员创造了世界上第一个基于生物活性植物的纳米纤维素水凝胶，以支持类器官的生长，并有助于显着降低癌症和 研究的成本。BioPRIA(澳大利亚生物资源加工研究所)、莫纳什大学化学工程系和莫纳什生物医学发现研究所的研究人员的这一发现将开发出更便宜、更快、更合乎道德的类器官。

所述水凝胶也可以提高对感染性疾病，如药物筛选和疾病建模; 代谢性疾病，如肥胖和糖尿病;和癌症。

该研究结果发表在Advanced Science 上，成为全球基本实验室测试中类器官生长的一个有希望的发现。通过额外的测试，这种水凝胶可以在不到 12 个月的时间内提供给世界各地的研究人员和卫生专业人员。

纳米纤维素凝胶每使用 10 毫升只需几美分，而目前的黄金标准为 600 美元或更多。

最重要的是，纳米纤维素凝胶完全基于植物，可防止采集动物器官和未知生物分子用于任何高级医学测试。

来自莫纳什大学化学工程系 BioPRIA 的 Gil Garnier 教授和 Rodrigo Curvello 博士领导了这项研究。

“类器官为生物医学的关键应用提供了一个强大的模型，包括药物筛选和疾病建模。但目前的方法仍然昂贵、生化可变且未定义，”BioPRIA 主任 Garnier 教授说。

“这些是基础研究和类器官向临床转化的主要障碍。需要能够维持类器官系统的替代基质，以大幅降低成本并消除未知生物分子的不可靠性。

“由于纳米纤维素水凝胶不含动物成分，因此其成分得到完美控制且可重复——与目前的进展不同——并完全模拟人体状况。”

类器官是体外产生的器官的三维、微型化和简化版本，可以复制发育器官的行为和功能。

类器官通常被称为“培养皿中的器官”或“微型器官”，是研究基本生物过程的绝佳工具。通过类器官，我们可以了解细胞在器官中如何相互作用、疾病如何影响它们以及药物在减少疾病方面的作用。

类器官由胚胎、成体、多能或诱导多能干细胞以及原代健康或癌组织产生。对于长期使用，类器官通常嵌入从小鼠肉瘤重建基底膜衍生的 Engelbreth-Holm Swarm (EHS) 基质中。

目前，类器官培养依赖于这种昂贵且不确定的肿瘤衍生材料，这阻碍了其在高通量筛选、再生医学和诊断中的应用。

“我们的研究基本上能够使用一种工程化的基于植物的纳米纤维素水凝胶，它可以复制小鼠小肠类器官的生长，”Curvello 博士说。

“它基本上由 99.9% 的水和仅 0.1% 的固体制成，用单细胞粘附肽进行功能化。纤维素纳米纤维与盐相连，提供小肠类器官生长和增殖所需的微环境。

“工程纳米纤维素凝胶代表了类器官生长的可持续替代方案，有助于降低全球关注疾病的研究成本，尤其是在发展中国家。”

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