Zusammenfassung
Aus Patientenzellen gewonnene 3D-Organoide und Tumoroide haben sich als leistungsstarke Alternative zu 2D-Kulturen und Tierversuchen etabliert. Da Zell-Matrix-Wechselwirkungen für das Überleben, die Proliferation und die Migration entscheidend sind, bestimmt die Wahl des Biomaterials maßgeblich die Funktionalität dieser In-vitro-Modelle. Die onkologische Forschung stößt jedoch derzeit an ihre Grenzen, da es an klar definierten, tierversuchsfreien Biomaterialien mangelt, deren mechanische und chemische Eigenschaften mit hoher Reproduzierbarkeit moduliert werden können.
Um diese Herausforderung zu bewältigen, schlägt unser multidisziplinäres Konsortium aus Chemikern, Biologen und Klinikern vor, hochdefinierte Kulturmatrizen unter Verwendung von rekombinantem Kollagen zu entwickeln. Durch die Nutzung einer tierfreien, biosynthetischen Quelle umgehen wir die Chargenvariabilität herkömmlicher Materialien. Ziel ist es, maßgeschneiderte Hydrogele zu entwickeln, die das Wachstum von kolorektalen Epithelorganoiden (aus adulten Zellen) und Bronchialepithelorganoiden (aus iPS-Zellen) unterstützen, um Tumorentstehungsmechanismen unter entzündlichen Bedingungen zu untersuchen. Wir werden silylierte Kollagenhydrogele synthetisieren, indem wir Kollagen mit Alkoxysilangruppen funktionalisieren und diese durch ein mildes Sol-Gel-Verfahren, das unter physiologischen Bedingungen und bei Raumtemperatur durchgeführt wird, kovalent vernetzen. Diese ungiftige, bioorthogonale und chemoselektive Reaktion ermöglicht die Schaffung individuell anpassbarer mechanischer Eigenschaften und biochemischer Umgebungen.

Das Konsortium „
“ Dieses Projekt verbindet Chemie und fortgeschrittene Biologie in drei spezialisierten Teams:

1. Peptides-Team (IBMM, Montpellier): Experten für bioinspirierte Vorläufersubstanzen und Sol-Gel-Chemie zur Herstellung biomimetischer extrazellulärer Matrizen.
2. Das Team von Audrey Ferrand (IRSD, Toulouse): Spezialisten für die Entstehung von Darmkrebs und fortschrittliche „Colon-on-a-Chip“-Modelle.
3. Das Team von Prof. John De Vos (IRMB, Montpellier): Entwickler vollfunktionaler, aus Patienten gewonnenen Bronchialepithelmodelle aus iPS-Zellen.