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학술정보

[CGS] 이종이식 모델(Xenograft Models)에서 하이드로겔(Hydrogels) 사용

드림셀 2023-11-08 조회수 242


Xenografts(이종이식)은 "다른 종의 장기, 조직 또는 세포를 이식하는 것"입니다. 이종이식은 많은 질병, 특히 암에 대한 강력한 연구 도구입니다. 

하이드로겔은 종종 세포와 혼합되어 생존율을 높이고 더 나은 이종이식을 만듭니다.

이종이식의 일반적인 응용

이종이식의 가장 일반적인 영역 중 하나는 환자 유래 이종이식(patient-derived xenograft, PDX) 마우스 모델입니다. 

여기에는 신선한 인간 종양 샘플을 마우스에 직접 이식하여 마우스의 암에 있는 약물을 평가하여 암 환자에게 맞는 치료법을 개발하는 것이 포함됩니다. 

또한 PDX 모델을 통해 연구자들은 암 종양과 그 행동 및 자연적인 성장 패턴을 보다 면밀히 연구할 수 있습니다.

이종이식의 또 다른 응용 분야는 손상되거나 심하게 화상을 입은 피부 부위를 일시적으로 복구하여 외부 오염 물질로부터 조직을 보호하고 세포 사멸 및 단백질 손실 가능성을 줄이는 것입니다. 

그러나 영구적인 해결책은 아니며 이종이식편은 수용 가능한 상태로 치유되면 영향을 받지 않은 부위의 얇은 피부층으로 대체해야 합니다.

하이드로겔의 사용

하이드로겔은 덜 심각한 부작용을 일으키고 종양 부위에 지속적인 약물 전달을 달성할 수 있기 때문에 암 연구에서 종양 약물 전달에 오랫동안 사용되어 왔습니다.

이 외에도 하이드로겔은 표준 나노입자 약물 담체보다 생체 적합성, 생분해성 및 독성이 낮을 수 있습니다. 

또한 pH와 같은 환경적 자극에 반응하여 약물 방출 및 겔화를 제어하여 약물 전달의 편의성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

하이드로겔은 종양 세포의 배양에도 사용되는데, 이는 종양 세포가 조정 가능한 물리적 특성과 지형 및 모양을 조정할 수 있는 능력을 제공하기 때문입니다. 

본래 종양 조직의 많은 특성을 재현할 수 있는 이러한 능력은 하이드로겔을 암 연구와 이 분야의 유익한 치료법 개발에 필수적인 도구로 만들었습니다.

일반적인 하이드로겔에 대한 몇 가지 제한 사항

많은 표준 하이드로겔은 취급 및 로딩의 어려움과 기계적 강도 저하로 인해 제한됩니다. 특정 하이드로겔은 매우 비쌀 수 있어 사용이 제한되는 경향이 있습니다.

이종이식 모델을 위한 하이드로겔 선택

이종이식 모델용 하이드로겔을 선택할 때 주의해야 할 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

  • Biocompatibility(생체 적합성) – 하이드로겔이 적절한 숙주 반응을 수행하기 위한 적절한 생물학적 요구 사항을 충족합니까?
  • Room temperature stability(실온 안정성) – 온도 변화가 하이드로겔의 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
  • Xeno-free (animal-free) - 배치 간 안정성을 개선하고 종 간 감염의 위험을 제거합니다.
  • Long injectable status(긴시간 주사 상태) – 몇 시간 동안 특성을 유지합니다.
  • Fully customisable hydrogel(완전히 사용자 정의 가능한 하이드로겔)(예: tunability) – 하이드로겔은 매개변수를 조정할 수 있어 연구자가 연구 결과의 관련성을 훨씬 더 쉽게 보장할 수 있습니다.

Cell Guidance Systems의 PeptiGel은 관련 조직의 필요한 화학적 및 물리적 특성을 밀접하게 충족하도록 조정할 수 있으므로 이종이식 모델에 이상적입니다. 

연구자들은 주변 세포나 환경적 단서에 의해 제공되는 특정 외부 자극에 따라 펩티겔을 조정할 수 있습니다. 

이에 대한 좋은 예는  Alpha 2 used in a model of intracerebral haemorrhage(뇌내 출혈 모델에 사용된 알파2)에 의해 제공됩니다.

Xeno-free PeptiGels는 이종이식을 위한 동물 또는 식물 기반 세포외 기질의 탁월한 대안으로, 방출 조절, 세포 치료 및 표적 전달을 제공합니다.

Cell Culture Hydrogel (cellgs.com)