莫納什大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了世界上第一個(gè)基于生物活性植物的納米纖維素水凝膠，以支持類(lèi)器官的生長(zhǎng)，并有助于顯著降低癌癥和 研究的成本。BioPRIA(澳大利亞生物資源加工研究所)、莫納什大學(xué)化學(xué)工程系和莫納什生物醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)研究所的研究人員的這一發(fā)現(xiàn)將開(kāi)發(fā)出更便宜、更快、更合乎道德的類(lèi)器官。

所述水凝膠也可以提高對(duì)感染性疾病，如藥物篩選和疾病建模; 代謝性疾病，如肥胖和糖尿病;和癌癥。

該研究結(jié)果發(fā)表在Advanced Science 上，成為全球基本實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中類(lèi)器官生長(zhǎng)的一個(gè)有希望的發(fā)現(xiàn)。通過(guò)額外的測(cè)試，這種水凝膠可以在不到 12 個(gè)月的時(shí)間內(nèi)提供給世界各地的研究人員和衛(wèi)生專(zhuān)業(yè)人員。

納米纖維素凝膠每使用 10 毫升只需幾美分，而目前的黃金標(biāo)準(zhǔn)為 600 美元或更多。

最重要的是，納米纖維素凝膠完全基于植物，可防止采集動(dòng)物器官和未知生物分子用于任何高級(jí)醫(yī)學(xué)測(cè)試。

來(lái)自莫納什大學(xué)化學(xué)工程系 BioPRIA 的 Gil Garnier 教授和 Rodrigo Curvello 博士領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

“類(lèi)器官為生物醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵應(yīng)用提供了一個(gè)強(qiáng)大的模型，包括藥物篩選和疾病建模。但目前的方法仍然昂貴、生化可變且未定義，”BioPRIA 主任 Garnier 教授說(shuō)。

“這些是基礎(chǔ)研究和類(lèi)器官向臨床轉(zhuǎn)化的主要障礙。需要能夠維持類(lèi)器官系統(tǒng)的替代基質(zhì)，以大幅降低成本并消除未知生物分子的不可靠性。

“由于納米纖維素水凝膠不含動(dòng)物成分，因此其成分得到完美控制且可重復(fù)——與目前的進(jìn)展不同——并完全模擬人體狀況。”

類(lèi)器官是體外產(chǎn)生的器官的三維、微型化和簡(jiǎn)化版本，可以復(fù)制發(fā)育器官的行為和功能。

類(lèi)器官通常被稱(chēng)為“培養(yǎng)皿中的器官”或“微型器官”，是研究基本生物過(guò)程的絕佳工具。通過(guò)類(lèi)器官，我們可以了解細(xì)胞在器官中如何相互作用、疾病如何影響它們以及藥物在減少疾病方面的作用。

類(lèi)器官由胚胎、成體、多能或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞以及原代健康或癌組織產(chǎn)生。對(duì)于長(zhǎng)期使用，類(lèi)器官通常嵌入從小鼠肉瘤重建基底膜衍生的 Engelbreth-Holm Swarm (EHS) 基質(zhì)中。

目前，類(lèi)器官培養(yǎng)依賴(lài)于這種昂貴且不確定的腫瘤衍生材料，這阻礙了其在高通量篩選、再生醫(yī)學(xué)和診斷中的應(yīng)用。

“我們的研究基本上能夠使用一種工程化的基于植物的納米纖維素水凝膠，它可以復(fù)制小鼠小腸類(lèi)器官的生長(zhǎng)，”Curvello 博士說(shuō)。

“它基本上由 99.9% 的水和僅 0.1% 的固體制成，用單細(xì)胞粘附肽進(jìn)行功能化。纖維素納米纖維與鹽相連，提供小腸類(lèi)器官生長(zhǎng)和增殖所需的微環(huán)境。

“工程納米纖維素凝膠代表了類(lèi)器官生長(zhǎng)的可持續(xù)替代方案，有助于降低全球關(guān)注疾病的研究成本，尤其是在發(fā)展中國(guó)家。”

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