journal article·2022-07Open access

Advancing Tissue Decellularized Hydrogels for Engineering Human Organoids

Beatriz S. Moura, Maria V. Monteiro, Luís P. Ferreira, Pedro Lavrador, Vítor M. Gaspar, João F. Mano

Advanced Functional Materials· Volume 32· Issue 29

Abstract

Abstract The extracellular matrix plays a critical role in bioinstructing cellular self‐assembly and spatial (re)configuration processes that culminate in human organoids in vitro generation and maturation. Considering the importance of the supporting matrix, herein is showcased the most recent advances in the bioengineering of decellularized tissue hydrogels for generating organoids and assembloids. Key design blueprints, characterization methodologies, and extracellular matrix processing toolboxes are comprehensively discussed in light of current advances. Such enabling approaches provide the grounds for engineering next‐generation tissue‐specific hydrogels with close‐to‐native biomolecular signatures and user‐tailored biophysical properties that may potentiate organoids physiomimetic potential. In a forward looking perspective, the combination of tissue‐specific decellularized hydrogels with increasingly complex multicellular assemblies and bottom‐up cell engineering technologies may unravel unprecedented tissue‐like physiological responses and further advance the exploitation of organoids and assembloids as human disease surrogates or as patient‐tailored living therapeutics.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Tissue Engineering and Regenerative Medicine · 3D Printing in Biomedical Research · Electrospun Nanofibers in Biomedical Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemistry CICECO – Aveiro Institute of Materials University of Aveiro Campus Universitário de Santiago Aveiro 3810‐193 Portugal

Funding

Centro de Investigação em Materiais Cerâmicos e Compósitos · Fundação para a Ciência e a Tecnologia · Ministério da Educação e Ciência · Federación Española de Enfermedades Raras · Ministério da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior · European Research Council

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1242/dev.17559610.1242/dev.175596 ↗
2. 10.1038/nrm389610.1038/nrm3896 ↗
3. 10.1016/j.matbio.2018.02.02010.1016/j.matbio.2018.02.020 ↗
4. 10.1172/JCI8749110.1172/JCI87491 ↗
5. 10.1126/sciadv.160045510.1126/sciadv.1600455 ↗
6. 10.1038/s41556-018-0270-510.1038/s41556-018-0270-5 ↗
7. 10.1016/j.snb.2019.12695410.1016/j.snb.2019.126954 ↗
8. 10.1016/j.biomaterials.2010.11.00810.1016/j.biomaterials.2010.11.008 ↗
9. 10.1002/adfm.20200054510.1002/adfm.202000545 ↗
10. 10.1016/j.stem.2018.11.01610.1016/j.stem.2018.11.016 ↗
11. 10.1002/biot.20200046310.1002/biot.202000463 ↗
12. 10.1038/s41578-020-0199-810.1038/s41578-020-0199-8 ↗
13. 10.1016/j.canlet.2021.01.02510.1016/j.canlet.2021.01.025 ↗
14. 10.1080/15476278.2015.101968710.1080/15476278.2015.1019687 ↗
15. 10.1164/rccm.201204-0754OC10.1164/rccm.201204-0754OC ↗
16. 10.1016/j.mbplus.2019.04.00110.1016/j.mbplus.2019.04.001 ↗
17. 10.1038/s41467-021-24775-510.1038/s41467-021-24775-5 ↗
18. 10.1038/s41467-021-21261-w10.1038/s41467-021-21261-w ↗
19. 10.1073/pnas.190862611610.1073/pnas.1908626116 ↗
20. 10.1016/j.biomaterials.2020.12024710.1016/j.biomaterials.2020.120247 ↗
21. 10.1016/j.mbplus.2019.10001110.1016/j.mbplus.2019.100011 ↗
22. 10.1186/1471-2407-14-51810.1186/1471-2407-14-518 ↗
23. 10.3389/fcell.2021.78345610.3389/fcell.2021.783456 ↗
24. 10.1038/s42003-021-02910-810.1038/s42003-021-02910-8 ↗
25. 10.1016/j.biomaterials.2021.12098310.1016/j.biomaterials.2021.120983 ↗
26. 10.1038/s41596-018-0036-310.1038/s41596-018-0036-3 ↗
27. 10.1038/nature2016810.1038/nature20168 ↗
28. 10.1038/s41563-021-01085-110.1038/s41563-021-01085-1 ↗
29. 10.1038/s41578-021-00279-y10.1038/s41578-021-00279-y ↗
30. 10.1016/j.bioactmat.2021.09.01410.1016/j.bioactmat.2021.09.014 ↗
31. 10.1016/j.tibtech.2020.04.00610.1016/j.tibtech.2020.04.006 ↗
32. 10.1002/advs.20200312910.1002/advs.202003129 ↗
33. 10.1038/nature1251710.1038/nature12517 ↗
34. 10.1016/j.actbio.2019.09.03310.1016/j.actbio.2019.09.033 ↗
35. 10.1002/adfm.20200009710.1002/adfm.202000097 ↗
36. 10.1038/s41598-018-28857-110.1038/s41598-018-28857-1 ↗
37. 10.1016/j.actbio.2019.06.01710.1016/j.actbio.2019.06.017 ↗
38. 10.1089/ten.tea.2015.032210.1089/ten.tea.2015.0322 ↗
39. 10.1016/j.biomaterials.2019.11949610.1016/j.biomaterials.2019.119496 ↗
40. 10.1002/jbm.a.3572610.1002/jbm.a.35726 ↗
41. 10.1016/j.actbio.2020.07.05610.1016/j.actbio.2020.07.056 ↗
42. 10.1002/jcb.2662210.1002/jcb.26622 ↗
43. 10.1155/2017/983153410.1155/2017/9831534 ↗
44. 10.1038/s41598-018-37186-210.1038/s41598-018-37186-2 ↗
45. 10.1007/s12010-020-03338-210.1007/s12010-020-03338-2 ↗
46. 10.1016/j.biomaterials.2011.01.05710.1016/j.biomaterials.2011.01.057 ↗
47. 10.1002/jor.2435010.1002/jor.24350 ↗
48. 10.1016/j.supflu.2017.07.02110.1016/j.supflu.2017.07.021 ↗
49. 10.1155/2013/69379310.1155/2013/693793 ↗
50. 10.3390/ijms2111383610.3390/ijms21113836 ↗
51. 10.3390/mi1111100810.3390/mi11111008 ↗
52. 10.1098/rsif.2018.024410.1098/rsif.2018.0244 ↗
53. 10.1016/B978-1-78242-087-3.00004-310.1016/B978-1-78242-087-3.00004-3 ↗
54. 10.1016/j.msec.2019.11003910.1016/j.msec.2019.110039 ↗
55. 10.1177/096368971774215710.1177/0963689717742157 ↗
56. 10.1089/ten.tec.2017.044710.1089/ten.tec.2017.0447 ↗
57. 10.1089/tea.2007.014510.1089/tea.2007.0145 ↗
58. 10.3390/ijms2115544710.3390/ijms21155447 ↗
59. Zahmati A. H. A. · Intern. Med. Med. Invest. J. · 2017 · 2 · 76
60. 10.1016/j.actbio.2014.08.02410.1016/j.actbio.2014.08.024 ↗
61. 10.1371/journal.pone.020926910.1371/journal.pone.0209269 ↗
62. 10.1371/journal.pone.010367210.1371/journal.pone.0103672 ↗
63. 10.1016/j.supflu.2021.10529910.1016/j.supflu.2021.105299 ↗
64. 10.1016/j.actbio.2020.07.06010.1016/j.actbio.2020.07.060 ↗
65. 10.1089/ten.tec.2020.004210.1089/ten.tec.2020.0042 ↗
66. Song M. · Mol. Med. Rep. · 2018 · 17 · 138
67. 10.1002/term.321710.1002/term.3217 ↗
68. 10.1016/j.pharmthera.2020.10766810.1016/j.pharmthera.2020.107668 ↗
69. 10.1002/cti2.113110.1002/cti2.1131 ↗
70. 10.1038/s41577-019-0248-y10.1038/s41577-019-0248-y ↗
71. 10.1016/j.biomaterials.2016.11.05410.1016/j.biomaterials.2016.11.054 ↗
72. 10.1016/j.bioactmat.2021.02.01010.1016/j.bioactmat.2021.02.010 ↗
73. 10.1016/j.actbio.2017.11.03510.1016/j.actbio.2017.11.035 ↗
74. 10.1016/j.tice.2020.10139610.1016/j.tice.2020.101396 ↗
75. 10.1016/j.actbio.2016.01.03810.1016/j.actbio.2016.01.038 ↗
76. 10.1016/j.xphs.2018.07.02410.1016/j.xphs.2018.07.024 ↗
77. 10.1371/journal.pone.024568510.1371/journal.pone.0245685 ↗
78. 10.1089/ten.tec.2017.001810.1089/ten.tec.2017.0018 ↗
79. 10.1111/liv.1208810.1111/liv.12088 ↗
80. 10.1016/j.actbio.2017.12.01910.1016/j.actbio.2017.12.019 ↗
81. 10.1016/j.actbio.2016.11.06810.1016/j.actbio.2016.11.068 ↗
82. 10.15252/msb.2018822710.15252/msb.20188227 ↗
83. 10.1186/s13046-021-01986-810.1186/s13046-021-01986-8 ↗
84. 10.1002/adhm.20200073410.1002/adhm.202000734 ↗
85. 10.1089/ten.tea.2016.021310.1089/ten.tea.2016.0213 ↗
86. 10.3390/cancers1316393010.3390/cancers13163930 ↗
87. Koh I. · Sci. Rep. · 2018 · 8 · 1
88. 10.1016/j.biomaterials.2016.11.03410.1016/j.biomaterials.2016.11.034 ↗
89. 10.1073/pnas.191939411710.1073/pnas.1919394117 ↗
90. 10.1016/j.mtbio.2021.10009810.1016/j.mtbio.2021.100098 ↗
91. 10.1038/s41467-019-13605-410.1038/s41467-019-13605-4 ↗
92. 10.1038/s41586-020-2612-210.1038/s41586-020-2612-2 ↗
93. 10.1016/j.cell.2006.06.04410.1016/j.cell.2006.06.044 ↗
94. 10.1007/s00249-021-01551-310.1007/s00249-021-01551-3 ↗
95. 10.1016/j.stemcr.2018.12.00110.1016/j.stemcr.2018.12.001 ↗
96. 10.1021/acsabm.1c0104710.1021/acsabm.1c01047 ↗
97. 10.1002/adma.20190204210.1002/adma.201902042 ↗
98. 10.1038/ncb363210.1038/ncb3632 ↗
99. 10.1002/adhm.20190097910.1002/adhm.201900979 ↗
100. 10.1111/boc.20200011910.1111/boc.202000119 ↗