El hidrogel de celulosa nanofibrilada (NFC) a base de madera se utiliza como matriz para el cultivo celular en 3D . Como material de origen vegetal, no contiene ningún componente de origen humano o animal.
Descripción general
Como la matriz extracelular natural (MEC) es importante en la supervivencia, proliferación, diferenciación y migración de las células, los hidrogeles que imitan la estructura ECM natural se consideran enfoques potenciales para el cultivo celular in vivo. [1] [2] GrowDex es un hidrogel NFC para cultivo celular 3D comercializado por UPM, Finlandia. [3]
Propiedades materiales
La estructura y las dimensiones de la red de fibra NFC en el hidrogel se asemejan a la ECM humana. [4] La rigidez se puede ajustar para optimizar las condiciones para cada tipo de celda. La propiedad de adelgazamiento por cizallamiento del material hace que el gel esté listo para usar sin reticulación o paso de gelificación. El hidrogel de nanocelulosa se puede degradar por completo mediante el tratamiento con enzimas celulasa conservando las estructuras celulares en 3D. [3] [5]
Aplicaciones
El hidrogel NFC en cultivo celular 3D ofrece una plataforma para diversas aplicaciones biomédicas. [6] Se han cultivado diferentes líneas celulares y tipos de células en NFC, incluida, por ejemplo, la diferenciación de células hepáticas humanas en cultivos organotípicos funcionales, [7] y la proliferación de células madre pluripotentes humanas. [3] Pueden usarse cultivos de células hepáticas organotípicas, por ejemplo, en el descubrimiento de fármacos para probar la toxicidad hepática y el metabolismo de los nuevos fármacos candidatos. La posibilidad de utilizar el hidrogel con dispensadores robóticos permite su uso en formatos de cribado de alto rendimiento (HTS). [8]
Referencias
- ^ Tibbitt, Mark W .; Anseth, Kristi S. (2009). "Hidrogeles como imitaciones de matriz extracelular para cultivo celular 3D" . Biotecnología y Bioingeniería . 103 (4): 655–63. doi : 10.1002 / bit.22361 . PMC 2997742 . PMID 19472329 .
- ^ Geckil, Hikmet; Xu, Feng; Zhang, Xiaohui; Moon, SangJun; Demirci, Utkan (2010). "Ingeniería de hidrogeles como imita la matriz extracelular" . Nanomedicina . 5 (3): 469–84. doi : 10.2217 / nnm.10.12 . PMC 2892416 . PMID 20394538 .
- ^ a b c Lou, Yan-Ru; Kanninen, Liisa; Kuisma, Tytti; Niklander, Johanna; Mediodía, Luke A .; Burks, Deborah; Urtti, Arto; Yliperttula, Marjo (2014). "El uso de hidrogel de celulosa nanofibrilar como modelo tridimensional flexible para el cultivo de células madre pluripotentes humanas" . Células madre y desarrollo . 23 (4): 380–92. doi : 10.1089 / scd.2013.0314 . PMC 3920753 . PMID 24188453 .
- ^ Bhattacharya, Madhushree; Malinen, Melina M .; Lauren, Patrick; Lou, Yan-Ru; Kuisma, Saara W .; Kanninen, Liisa; Lille, Martina; Corlu, Anne; GuGuen-Guillouzo, Christiane; Ikkala, Olli; Laukkanen, Antti; Urtti, Arto; Yliperttula, Marjo (2012). "El hidrogel de celulosa nanofibrilar promueve el cultivo de células hepáticas en tres dimensiones" . Diario de liberación controlada . 164 (3): 291–8. doi : 10.1016 / j.jconrel.2012.06.039 . PMID 22776290 .
- ^ Ahola, S .; Turon, X .; Österberg, M .; Laine, J .; Rojas, DO (2008). "Hidrólisis enzimática de nanofibrillas de celulosa nativa y otras películas modelo de celulosa: efecto de la estructura de la superficie". Langmuir . 24 (20): 11592–9. doi : 10.1021 / la801550j . PMID 18778090 .
- ^ Lin, Ning; Dufresne, Alain (2014). "Nanocelulosa en biomedicina: estado actual y perspectiva de futuro" . Revista europea de polímeros . 59 : 302-25. doi : 10.1016 / j.eurpolymj.2014.07.025 . INIST : 28828554 .
- ^ Malinen, Melina M .; Kanninen, Liisa K .; Corlu, Anne; Isoniemi, Helena M .; Lou, Yan-Ru; Yliperttula, Marjo L .; Urtti, Arto O. (2014). "Diferenciación de la línea celular progenitora del hígado a cultivos organotípicos funcionales en celulosa nanofibrilar 3D e hidrogeles de gelatina hialurónica" . Biomateriales . 35 (19): 5110-21. doi : 10.1016 / j.biomaterials.2014.03.020 . PMID 24698520 .
- ^ Dispensación robótica de hidrogel NFC