Les chercheurs de l’Université Monash ont créé le premier hydrogel de nanocellulose à base de plantes bioactives au monde pour soutenir la croissance des organoïdes pour des applications biomédicales. Cela comprend le développement et le traitement du cancer.
- Les gels de nanocellulose coûtent une fraction du prix par rapport à l’étalon-or actuel.
- Ces hydrogels sont à base de plantes et sans animaux, et peuvent imiter les conditions du corps humain sur un plat.
Les chercheurs de l’Université Monash ont créé le premier hydrogel de nanocellulose bioactif à base de plantes au monde pour soutenir la croissance des organoïdes et aider à réduire considérablement les coûts des études sur le cancer et le COVID-19.
Cette découverte par des chercheurs du BioPRIA (Bioresource Processing Institute of Australia), du département de génie chimique de l’Université Monash et du Monash Biomedicine Discovery Institute permettra de développer des organoïdes moins chers, plus rapides et plus éthiques.
L’hydrogel peut également améliorer le dépistage des médicaments et la modélisation des maladies pour les maladies infectieuses, comme le COVID-19; les maladies métaboliques, telles que l’obésité et le diabète; et le cancer.
Les résultats, publiés dans Science avancée, émergent comme une découverte prometteuse pour la croissance d’organoïdes pour les tests de laboratoire essentiels à travers le monde. Grâce à des tests supplémentaires, cet hydrogel pourrait être disponible pour les chercheurs et les professionnels de la santé du monde entier en moins de 12 mois.
Les gels de nanocellulose ne coûtent que quelques centimes pour chaque 10 ml utilisé, contre 600 $ ou plus pour l’étalon-or actuel.
Surtout, les gels de nanocellulose sont entièrement d’origine végétale, empêchant le prélèvement d’organes d’animaux et de biomolécules inconnues pour tout test médical avancé.
Le professeur Gil Garnier et le Dr Rodrigo Curvello de BioPRIA du département de génie chimique de l’Université Monash ont dirigé l’étude.
Les organoïdes fournissent un modèle robuste pour des applications clés en biomédecine, y compris le dépistage des médicaments et la modélisation des maladies. Mais les approches actuelles restent coûteuses, biochimiquement variables et indéfinies. «
Gil Garnier, directeur de BioPRIA, Université Monash
«Ce sont des obstacles majeurs pour les études de recherche fondamentale et la traduction des organoïdes vers les cliniques. Des matrices alternatives capables de soutenir des systèmes organoïdes sont nécessaires pour réduire considérablement les coûts et éliminer le manque de fiabilité des biomolécules inconnues.
« Comme l’hydrogel de nanocellulose est exempt d’animaux, sa composition est parfaitement contrôlée et reproductible – contrairement aux progrès actuels – et imite pleinement les conditions du corps humain. »
Les organoïdes sont des versions tridimensionnelles, miniaturisées et simplifiées d’organes produits in vitro qui peuvent reproduire les comportements et les fonctionnalités des organes développés.
Communément appelés «organes dans un plat» ou «mini-organes», les organoïdes sont un excellent outil pour étudier les processus biologiques de base. Grâce aux organoïdes, nous pouvons comprendre comment les cellules interagissent dans un organe, comment les maladies les affectent et les effets des médicaments sur la réduction des maladies.
Les organoïdes sont générés à partir de cellules souches embryonnaires, adultes, pluripotentes ou pluripotentes induites, ainsi qu’à partir de tissus primaires sains ou cancéreux.
Pour une utilisation à long terme, les organoïdes sont généralement intégrés dans une matrice d’Engelbreth-Holm Swarm (EHS) dérivée de la membrane basale reconstituée du sarcome de souris.
Actuellement, la culture organoïde dépend de ce matériel dérivé de tumeur coûteux et indéfini qui empêche son application dans le criblage à haut débit, la médecine régénérative et le diagnostic.
« Notre étude a été essentiellement capable d’utiliser un hydrogel de nanocellulose à base de plantes qui peut reproduire la croissance de petits organoïdes intestinaux dérivés de souris », a déclaré le Dr Curvello.
« Il est essentiellement composé à 99,9% d’eau et à seulement 0,1% de solides, fonctionnalisé avec un peptide adhésif monocellulaire. Les nanofibres de cellulose sont liées à des sels qui fournissent le microenvironnement nécessaire à la croissance et à la prolifération des petits organoïdes intestinaux.
« Le gel de nanocellulose technique représente une alternative durable pour la croissance des organoïdes, contribuant à réduire les coûts des études sur les maladies de préoccupation mondiale, en particulier dans les pays en développement. »
La source:
Référence du journal:
Curvello, R., et coll. (2020) Hydrogel de nanocellulose à base de plantes pour la croissance des petits organoïdes intestinaux. Science avancée. doi.org/10.1002/advs.202002135.
