Los investigadores de la Universidad de Monash han creado el primer hidrogel de nanocelulosa a base de plantas bioactivo del mundo para apoyar el crecimiento de organoides y ayudar a reducir significativamente los costos de los estudios sobre el cáncer y COVID-19.

Este descubrimiento realizado por investigadores de BioPRIA (Instituto de procesamiento de fuentes biológicas de Australia), El Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash y el Instituto de Descubrimiento de Biomedicina Monash desarrollarán organoides más baratos, más rápido y éticamente.

El hidrogel también puede mejorar la detección de drogas y el modelado de enfermedades para enfermedades infecciosas, como COVID-19; enfermedades metabólicas, como la obesidad y la diabetes; y cáncer.

Los resultados, publicado en Ciencia avanzada , emergen como un hallazgo prometedor para el crecimiento de organoides para pruebas de laboratorio esenciales en todo el mundo. Con pruebas adicionales, este hidrogel podría estar disponible para investigadores y profesionales de la salud de todo el mundo en menos de 12 meses.

Los geles de nanocelulosa cuestan solo centavos por cada 10 ml utilizados, en comparación con $ 600 o más para el patrón oro actual.

Sobre todo, Los geles de nanocelulosa son completamente vegetales, prevenir la extracción de órganos de animales y biomoléculas desconocidas para cualquier prueba médica avanzada.

El profesor Gil Garnier y el Dr. Rodrigo Curvello de BioPRIA dentro del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash dirigieron el estudio.

"Los organoides proporcionan un modelo robusto para aplicaciones clave en biomedicina, incluida la detección de drogas y el modelado de enfermedades. Pero los enfoques actuales siguen siendo costosos, bioquímicamente variable e indefinido, "Profesor Garnier, Director de BioPRIA, dijo.

“Estos son obstáculos importantes para los estudios de investigación fundamentales y la traducción de organoides a las clínicas. Se requieren matrices alternativas capaces de sostener sistemas organoides para reducir los costos drásticamente y eliminar la falta de confiabilidad de biomoléculas desconocidas.

"Como el hidrogel de nanocelulosa no contiene animales, su composición se controla perfectamente y es reproducible, a diferencia del progreso actual, e imita completamente las condiciones del cuerpo humano ".

Los organoides son tridimensionales, Versiones miniaturizadas y simplificadas de órganos producidos in vitro que pueden replicar comportamientos y funcionalidades de órganos desarrollados.

Comúnmente denominados 'órganos en un plato' o 'mini órganos', Los organoides son una excelente herramienta para estudiar los procesos biológicos básicos. A través de organoides, podemos entender cómo interactúan las células en un órgano, cómo les afectan las enfermedades y los efectos de los fármacos en la reducción de enfermedades.

Los organoides se generan a partir de embriones, adulto, células madre pluripotentes o pluripotentes inducidas, así como de tejidos primarios sanos o cancerosos. Para uso a largo plazo, Los organoides suelen estar incrustados dentro de una matriz Engelbreth-Holm Swarm (EHS) derivada de la membrana basal reconstituida del sarcoma de ratón.

En la actualidad, El cultivo de organoides depende de este material derivado de tumores caro e indefinido que dificulta su aplicación en el cribado de alto rendimiento. medicina regenerativa y diagnóstico.

"Nuestro estudio fue esencialmente capaz de utilizar un hidrogel de nanocelulosa de origen vegetal diseñado que puede replicar el crecimiento de organoides del intestino delgado derivados de ratones, "Dijo el Dr. Curvello.

"Está hecho esencialmente de 99,9% de agua y solo 0,1% de sólidos, funcionalizado con un péptido adhesivo unicelular. Las nanofibras de celulosa están unidas a sales que proporcionan el microambiente necesario para el crecimiento y la proliferación de los organoides del intestino delgado.

"El gel de nanocelulosa de ingeniería representa una alternativa sostenible para el crecimiento de organoides, contribuir a reducir los costos de los estudios sobre enfermedades de importancia mundial, particularmente en los países en desarrollo ".