Natural Biomaterials: An Essential Element for in vitro Disease Modeling-Reference-Cited by-同舟云学术

Natural Biomaterials: An Essential Element for in vitro Disease Modeling

Published:2024-02-29 Issue: Volume: Page:92-120
ISSN:
Container-title:Bioderived Materials: Harnessing Nature for Advanced Biochemical Handiwork
language:
Short-container-title:

Author:

Gayan Sukanya¹,Chitnis Malhar¹,Kshirsagar Disha¹,Dey Tuli¹

Affiliation:

1. Institute of Bioinformatics and Biotechnology, Savitribai Phule Pune University, Pune, India

Abstract

In-depth analysis of human diseases, specifically emergent noncommunicable ones, needs to be carried out to understand the molecular mechanism and develop sustainable therapeutics. Animals such as small rodents and canines are frequently used as models for clinical trials. However, recent evidence suggests the inappropriateness of such in vivo models for human diseases. A new class of humanrelevant platforms needs to be established to resolve the issues surrounding the failure of potential drug candidates over the last decades. The development of human-relevant in vitro models must abide by the 3R’s principles for biomedical research. Modeling diseased tissue requires appropriate matrices such as scaffold, hydrogel, electrospinning mats, and others to mimic the strength and mechanics of the tissue in question. Biodegradable biomaterials from natural sources such as plants and animals are already used widely for tissue engineering, and regenerative medicines can be repurposed to develop a human-relevant disease model. Here we will discuss the current status of such in vitro models for a few highly fatal non-communicable diseases like cardiomyopathy, cancer, neuropathy, and others.<br>

Publisher

BENTHAM SCIENCE PUBLISHERS

Reference142 articles.

1. World health statistics: Monitoring health for the SDGs, sustainable development goals World health statistics 2020

2. Abarca-Gómez L.; Abdeen Z.A.; Hamid Z.A.; Abu-Rmeileh N.M.; Acosta-Cazares B.; Acuin C.; Adams R.J.; Aekplakorn W.; Afsana K.; Aguilar-Salinas C.A.; Agyemang C.; Ahmadvand A.; Ahrens W.; Ajlouni K.; Akhtaeva N.; Al-Hazzaa H.M.; Al-Othman A.R.; Al-Raddadi R.; Al Buhairan F.; Al Dhukair S.; Ali M.M.; Ali O.; Alkerwi A.; Alvarez-Pedrerol M.; Aly E.; Amarapurkar D.N.; Amouyel P.; Amuzu A.; Andersen L.B.; Anderssen S.A.; Andrade D.S.; Ängquist L.H.; Anjana R.M.; Aounallah-Skhiri H.; Araújo J.; Ariansen I.; Aris T.; Arlappa N.; Arveiler D.; Aryal K.K.; Aspelund T.; Assah F.K.; Assunção M.C.F.; Aung M.S.; Avdicová M.; Azevedo A.; Azizi F.; Babu B.V.; Bahijri S.; Baker J.L.; Balakrishna N.; Bamoshmoosh M.; Banach M.; Bandosz P.; Banegas J.R.; Barbagallo C.M.; Barceló A.; Barkat A.; Barros A.J.D.; Barros M.V.G.; Bata I.; Batieha A.M.; Batista R.L.; Batyrbek A.; Baur L.A.; Beaglehole R.; Romdhane H.B.; Benedics J.; Benet M.; Bennett J.E.; Bernabe-Ortiz A.; Bernotiene G.; Bettiol H.; Bhagyalaxmi A.; Bharadwaj S.; Bhargava S.K.; Bhatti Z.; Bhutta Z.A.; Bi H.; Bi Y.; Biehl A.; Bikbov M.; Bista B.; Bjelica D.J.; Bjerregaard P.; Bjertness E.; Bjertness M.B.; Björkelund C.; Blokstra A.; Bo S.; Bobak M.; Boddy L.M.; Boehm B.O.; Boeing H.; Boggia J.G.; Boissonnet C.P.; Bonaccio M.; Bongard V.; Bovet P.; Braeckevelt L.; Braeckman L.; Bragt M.C.E.; Brajkovich I.; Branca F.; Breckenkamp J.; Breda J.; Brenner H.; Brewster L.M.; Brian G.R.; Brinduse L.; Bruno G.; Bueno-de-Mesquita H.B.; Bugge A.; Buoncristiano M.; Burazeri G.; Burns C.; de León A.C.; Cacciottolo J.; Cai H.; Cama T.; Cameron C.; Camolas J.; Can G.; Cândido A.P.C.; Capanzana M.; Capuano V.; Cardoso V.C.; Carlsson A.C.; Carvalho M.J.; Casanueva F.F.; Casas J-P.; Caserta C.A.; Chamukuttan S.; Chan A.W.; Chan Q.; Chaturvedi H.K.; Chaturvedi N.; Chen C-J.; Chen F.; Chen H.; Chen S.; Chen Z.; Cheng C-Y.; Chetrit A.; Chikova-Iscener E.; Chiolero A.; Chiou S-T.; Chirita-Emandi A.; Chirlaque M-D.; Cho B.; Cho Y.; Christensen K.; Christofaro D.G.; Chudek J.; Cifkova R.; Cinteza E.; Claessens F.; Clays E.; Concin H.; Confortin S.C.; Cooper C.; Cooper R.; Coppinger T.C.; Costanzo S.; Cottel D.; Cowell C.; Craig C.L.; Crujeiras A.B.; Cucu A.; D’Arrigo G.; d’Orsi E.; Dallongeville J.; Damasceno A.; Damsgaard C.T.; Danaei G.; Dankner R.; Dantoft T.M.; Dastgiri S.; Dauchet L.; Davletov K.; De Backer G.; De Bacquer D.; De Curtis A.; de Gaetano G.; De Henauw S.; de Oliveira P.D.; De Ridder K.; De Smedt D.; Deepa M.; Deev A.D.; Dehghan A.; Delisle H.; Delpeuch F.; Deschamps V.; Dhana K.; Di Castelnuovo A.F.; Dias-da-Costa J.S.; Diaz A.; Dika Z.; Djalalinia S.; Do H.T.P.; Dobson A.J.; Donati M.B.; Donfrancesco C.; Donoso S.P.; Döring A.; Dorobantu M.; Dorosty A.R.; Doua K.; Drygas W.; Duan J.L.; Duante C.; Duleva V.; Dulskiene V.; Dzerve V.; Dziankowska-Zaborszczyk E.; Egbagbe E.E.; Eggertsen R.; Eiben G.; Ekelund U.; El Ati J.; Elliott P.; Engle-Stone R.; Erasmus R.T.; Erem C.; Eriksen L.; Eriksson J.G.; la Peña J.E.; Evans A.; Faeh D.; Fall C.H.; Sant’Angelo V.F.; Farzadfar F.; Felix-Redondo F.J.; Ferguson T.S.; Fernandes R.A.; Fernández-Bergés D.; Ferrante D.; Ferrari M.; Ferreccio C.; Ferrieres J.; Finn J.D.; Fischer K.; Flores E.M.; Föger B.; Foo L.H.; Forslund A-S.; Forsner M.; Fouad H.M.; Francis D.K.; Franco M.C.; Franco O.H.; Frontera G.; Fuchs F.D.; Fuchs S.C.; Fujita Y.; Furusawa T.; Gaciong Z.; Gafencu M.; Galeone D.; Galvano F.; Garcia-de-la-Hera M.; Gareta D.; Garnett S.P.; Gaspoz J-M.; Gasull M.; Gates L.; Geiger H.; Geleijnse J.M.; Ghasemian A.; Giampaoli S.; Gianfagna F.; Gill T.K.; Giovannelli J.; Giwercman A.; Godos J.; Gogen S.; Goldsmith R.A.; Goltzman D.; Gonçalves H.; González-Leon M.; González-Rivas J.P.; Gonzalez-Gross M.; Gottrand F.; Graça A.P.; Graff-Iversen S.; Grafnetter D.; Grajda A.; Grammatikopoulou M.G.; Gregor R.D.; Grodzicki T.; Grøntved A.; Grosso G.; Gruden G.; Grujic V.; Gu D.; Gualdi-Russo E.; Guallar-Castillón P.; Guan O.P.; Gudmundsson E.F.; Gudnason V.; Guerrero R.; Guessous I.; Guimaraes A.L.; Gulliford M.C.; Gunnlaugsdottir J.; Gunter M.; Guo X.; Guo Y.; Gupta P.C.; Gupta R.; Gureje O.; Gurzkowska B.; Gutierrez L.; Gutzwiller F.; Hadaegh F.; Hadjigeorgiou C.A.; Si-Ramlee K.; Halkjær J.; Hambleton I.R.; Hardy R.; Kumar R.H.; Hassapidou M.; Hata J.; Hayes A.J.; He J.; Heidinger-Felso R.; Heinen M.; Hendriks M.E.; Henriques A.; Cadena L.H.; Herrala S.; Herrera V.M.; Herter-Aeberli I.; Heshmat R.; Hihtaniemi I.T.; Ho S.Y.; Ho S.C.; Hobbs M.; Hofman A.; Hopman W.M.; Horimoto A.R.V.R.; Hormiga C.M.; Horta B.L.; Houti L.; Howitt C.; Htay T.T.; Htet A.S.; Htike M.M.T.; Hu Y.; Huerta J.M.; Petrescu C.H.; Huisman M.; Husseini A.; Huu C.N.; Huybrechts I.; Hwalla N.; Hyska J.; Iacoviello L.; Iannone A.G.; Ibarluzea J.M.; Ibrahim M.M.; Ikeda N.; Ikram M.A.; Irazola V.E.; Islam M.; Ismail A-S.; Ivkovic V.; Iwasaki M.; Jackson R.T.; Jacobs J.M.; Jaddou H.; Jafar T.; Jamil K.M.; Jamrozik K.; Janszky I.; Jarani J.; Jasienska G.; Jelakovic A.; Jelakovic B.; Jennings G.; Jeong S-L.; Jiang C.Q.; Jiménez-Acosta S.M.; Joffres M.; Johansson M.; Jonas J.B.; Jørgensen T.; Joshi P.; Jovic D.P.; Józwiak J.; Juolevi A.; Jurak G.; Jureša V.; Kaaks R.; Kafatos A.; Kajantie E.O.; Kalter-Leibovici O.; Kamaruddin N.A.; Kapantais E.; Karki K.B.; Kasaeian A.; Katz J.; Kauhanen J.; Kaur P.; Kavousi M.; Kazakbaeva G.; Keil U.; Boker L.K.; Keinänen-Kiukaanniemi S.; Kelishadi R.; Kelleher C.; Kemper H.C.G.; Kengne A.P.; Kerimkulova A.; Kersting M.; Key T.; Khader Y.S.; Khalili D.; Khang Y-H.; Khateeb M.; Khaw K-T.; Khouw I.M.S.L.; Kiechl-Kohlendorfer U.; Kiechl S.; Killewo J.; Kim J.; Kim Y-Y.; Klimont J.; Klumbiene J.; Knoflach M.; Koirala B.; Kolle E.; Kolsteren P.; Korrovits P.; Kos J.; Koskinen S.; Kouda K.; Kovacs V.A.; Kowlessur S.; Koziel S.; Kratzer W.; Kriemler S.; Kristensen P.L.; Krokstad S.; Kromhout D.; Kruger H.S.; Kubinova R.; Kuciene R.; Kuh D.; Kujala U.M.; Kulaga Z.; Kumar R.K.; Kunešová M.; Kurjata P.; Kusuma Y.S.; Kuulasmaa K.; Kyobutungi C.; La Q.N.; Laamiri F.Z.; Laatikainen T.; Lachat C.; Laid Y.; Lam T.H.; Landrove O.; Lanska V.; Lappas G.; Larijani B.; Laugsand L.E.; Lauria L.; Laxmaiah A.; Bao K.L.N.; Le T.D.; Lebanan M.A.O.; Leclercq C.; Lee J.; Lee J.; Lehtimäki T.; León-Muñoz L.M.; Levitt N.S.; Li Y.; Lilly C.L.; Lim W-Y.; Lima-Costa M.F.; Lin H-H.; Lin X.; Lind L.; Linneberg A.; Lissner L.; Litwin M.; Liu J.; Loit H-M.; Lopes L.; Lorbeer R.; Lotufo P.A.; Lozano J.E.; Luksiene D.; Lundqvist A.; Lunet N.; Lytsy P.; Ma G.; Ma J.; Machado-Coelho G.L.L.; Machado-Rodrigues A.M.; Machi S.; Maggi S.; Magliano D.J.; Magriplis E.; Mahaletchumy A.; Maire B.; Majer M.; Makdisse M.; Malekzadeh R.; Malhotra R.; Rao K.M.; Malyutina S.; Manios Y.; Mann J.I.; Manzato E.; Margozzini P.; Markaki A.; Markey O.; Marques L.P.; Marques-Vidal P.; Marrugat J.; Martin-Prevel Y.; Martin R.; Martorell R.; Martos E.; Marventano S.; Masoodi S.R.; Mathiesen E.B.; Matijasevich A.; Matsha T.E.; Mazur A.; Mbanya J.C.N.; McFarlane S.R.; McGarvey S.T.; McKee M.; McLachlan S.; McLean R.M.; McLean S.B.; McNulty B.A.; Yusof S.M.; Mediene-Benchekor S.; Medzioniene J.; Meirhaeghe A.; Meisfjord J.; Meisinger C.; Menezes A.M.B.; Menon G.R.; Mensink G.B.M.; Meshram I.I.; Metspalu A.; Meyer H.E.; Mi J.; Michaelsen K.F.; Michels N.; Mikkel K.; Miller J.C.; Minderico C.S.; Miquel J.F.; Miranda J.J.; Mirkopoulou D.; Mirrakhimov E.; Mišigoj-Durakovic M.; Mistretta A.; Mocanu V.; Modesti P.A.; Mohamed M.K.; Mohammad K.; Mohammadifard N.; Mohan V.; Mohanna S.; Yusoff M.F.M.; Molbo D.; Møllehave L.T.; Møller N.C.; Molnár D.; Momenan A.; Mondo C.K.; Monterrubio E.A.; Monyeki K.D.K.; Moon J.S.; Moreira L.B.; Morejon A.; Moreno L.A.; Morgan K.; Mortensen E.L.; Moschonis G.; Mossakowska M.; Mostafa A.; Mota J.; Mota-Pinto A.; Motlagh M.E.; Motta J.; Mu T.T.; Muc M.; Muiesan M.L.; Müller-Nurasyid M.; Murphy N.; Mursu J.; Murtagh E.M.; Musil V.; Nabipour I.; Nagel G.; Naidu B.M.; Nakamura H.; Námešná J.; Nang E.E.K.; Nangia V.B.; Nankap M.; Narake S.; Nardone P.; Navarrete-Muñoz E.M.; Neal W.A.; Nenko I.; Neovius M.; Nervi F.; Nguyen C.T.; Nguyen N.D.; Nguyen Q.N.; Nieto-Martínez R.E.; Ning G.; Ninomiya T.; Nishtar S.; Noale M.; Noboa O.A.; Norat T.; Norie S.; Noto D.; Nsour M.A.; O’Reilly D.; Obreja G.; Oda E.; Oehlers G.; Oh K.; Ohara K.; Olafsson Ö.; Olinto M.T.A.; Oliveira I.O.; Oltarzewski M.; Omar M.A.; Onat A.; Ong S.K.; Ono L.M.; Ordunez P.; Ornelas R.; Ortiz A.P.; Osler M.; Osmond C.; Ostojic S.M.; Ostovar A.; Otero J.A.; Overvad K.; Owusu-Dabo E.; Paccaud F.M.; Padez C.; Pahomova E.; Pajak A.; Palli D.; Palloni A.; Palmieri L.; Pan W-H.; Panda-Jonas S.; Pandey A.; Panza F.; Papandreou D.; Park S-W.; Parnell W.R.; Parsaeian M.; Pascanu I.M.; Patel N.D.; Pecin I.; Pednekar M.S.; Peer N.; Peeters P.H.; Peixoto S.V.; Peltonen M.; Pereira A.C.; Perez-Farinos N.; Pérez C.M.; Peters A.; Petkeviciene J.; Petrauskiene A.; Peykari N.; Pham S.T.; Pierannunzio D.; Pigeot I.; Pikhart H.; Pilav A.; Pilotto L.; Pistelli F.; Pitakaka F.; Piwonska A.; Plans-Rubió P.; Poh B.K.; Pohlabeln H.; Pop R.M.; Popovic S.R.; Porta M.; Portegies M.L.P.; Posch G.; Poulimeneas D.; Pouraram H.; Pourshams A.; Poustchi H.; Pradeepa R.; Prashant M.; Price J.F.; Puder J.J.; Pudule I.; Puiu M.; Punab M.; Qasrawi R.F.; Qorbani M.; Bao T.Q.; Radic I.; Radisauskas R.; Rahman M.; Rahman M.; Raitakari O.; Raj M.; Rao S.R.; Ramachandran A.; Ramke J.; Ramos E.; Ramos R.; Rampal L.; Rampal S.; Rascon-Pacheco R.A.; Redon J.; Reganit P.F.M.; Ribas-Barba L.; Ribeiro R.; Riboli E.; Rigo F.; de Wit T.F.R.; Rito A.; Ritti-Dias R.M.; Rivera J.A.; Robinson S.M.; Robitaille C.; Rodrigues D.; Rodríguez-Artalejo F.; del Cristo Rodriguez-Perez M.; Rodríguez-Villamizar L.A.; Rojas-Martinez R.; Rojroongwasinkul N.; Romaguera D.; Ronkainen K.; Rosengren A.; Rouse I.; Roy J.G.R.; Rubinstein A.; Rühli F.J.; Ruiz-Betancourt B.S.; Russo P.; Rutkowski M.; Sabanayagam C.; Sachdev H.S.; Saidi O.; Salanave B.; Martinez E.S.; Salmerón D.; Salomaa V.; Salonen J.T.; Salvetti M.; Sánchez-Abanto J.; Sandjaja ; Sans S.; Marina L.S.; Santos D.A.; Santos I.S.; Santos O.; dos Santos R.N.; Santos R.; Saramies J.L.; Sardinha L.B.; Sarrafzadegan N.; Saum K-U.; Savva S.; Savy M.; Scazufca M.; Rosario A.S.; Schargrodsky H.; Schienkiewitz A.; Schipf S.; Schmidt C.O.; Schmidt I.M.; Schultsz C.; Schutte A.E.; Sein A.A.; Sen A.; Senbanjo I.O.; Sepanlou S.G.; Serra-Majem L.; Shalnova S.A.; Sharma S.K.; Shaw J.E.; Shibuya K.; Shin D.W.; Shin Y.; Shiri R.; Siani A.; Siantar R.; Sibai A.M.; Silva A.M.; Silva D.A.S.; Simon M.; Simons J.; Simons L.A.; Sjöberg A.; Sjöström M.; Skovbjerg S.; Slowikowska-Hilczer J.; Slusarczyk P.; Smeeth L.; Smith M.C.; Snijder M.B.; So H-K.; Sobngwi E.; Söderberg S.; Soekatri M.Y.E.; Solfrizzi V.; Sonestedt E.; Song Y.; Sørensen T.I.A.; Soric M.; Jérome C.S.; Soumare A.; Spinelli A.; Spiroski I.; Staessen J.A.; Stamm H.; Starc G.; Stathopoulou M.G.; Staub K.; Stavreski B.; Steene-Johannessen J.; Stehle P.; Stein A.D.; Stergiou G.S.; Stessman J.; Stieber J.; Stöckl D.; Stocks T.; Stokwiszewski J.; Stratton G.; Stronks K.; Strufaldi M.W.; Suárez-Medina R.; Sun C-A.; Sundström J.; Sung Y-T.; Sunyer J.; Suriyawongpaisal P.; Swinburn B.A.; Sy R.G.; Szponar L.; Tai E.S.; Tammesoo M-L.; Tamosiunas A.; Tan E.J.; Tang X.; Tanser F.; Tao Y.; Tarawneh M.R.; Tarp J.; Tarqui-Mamani C.B.; Tautu O-F.; Braunerová R.T.; Taylor A.; Tchibindat F.; Theobald H.; Theodoridis X.; Thijs L.; Thuesen B.H.; Tjonneland A.; Tolonen H.K.; Tolstrup J.S.; Topbas M.; Topór-Madry R.; Tormo M.J.; Tornaritis M.J.; Torrent M.; Toselli S.; Traissac P.; Trichopoulos D.; Trichopoulou A.; Trinh O.T.H.; Trivedi A.; Tshepo L.; Tsigga M.; Tsugane S.; Tulloch-Reid M.K.; Tullu F.; Tuomainen T-P.; Tuomilehto J.; Turley M.L.; Tynelius P.; Tzotzas T.; Tzourio C.; Ueda P.; Ugel E.E.; Ukoli F.A.M.; Ulmer H.; Unal B.; Uusitalo H.M.T.; Valdivia G.; Vale S.; Valvi D.; van der Schouw Y.T.; Van Herck K.; Van Minh H.; van Rossem L.; Van Schoor N.M.; van Valkengoed I.G.M.; Vanderschueren D.; Vanuzzo D.; Vatten L.; Vega T.; Veidebaum T.; Velasquez-Melendez G.; Velika B.; Veronesi G.; Verschuren W.M.M.; Victora C.G.; Viegi G.; Viet L.; Viikari-Juntura E.; Vineis P.; Vioque J.; Virtanen J.K.; Visvikis-Siest S.; Viswanathan B.; Vlasoff T.; Vollenweider P.; Völzke H.; Voutilainen S.; Vrijheid M.; Wade A.N.; Wagner A.; Waldhör T.; Walton J.; Bebakar W.M.W.; Mohamud W.N.W.; Wanderley R.S.; Wang M-D.; Wang Q.; Wang Y.X.; Wang Y-W.; Wannamethee S.G.; Wareham N.; Weber A.; Wedderkopp N.; Weerasekera D.; Whincup P.H.; Widhalm K.; Widyahening I.S.; Wiecek A.; Wijga A.H.; Wilks R.J.; Willeit J.; Willeit P.; Wilsgaard T.; Wojtyniak B.; Wong-McClure R.A.; Wong J.Y.Y.; Wong J.E.; Wong T.Y.; Woo J.; Woodward M.; Wu F.C.; Wu J.; Wu S.; Xu H.; Xu L.; Yamborisut U.; Yan W.; Yang X.; Yardim N.; Ye X.; Yiallouros P.K.; Yngve A.; Yoshihara A.; You Q.S.; Younger-Coleman N.O.; Yusoff F.; Yusoff M.F.M.; Zaccagni L.; Zafiropulos V.; Zainuddin A.A.; Zambon S.; Zampelas A.; Zamrazilová H.; Zdrojewski T.; Zeng Y.; Zhao D.; Zhao W.; Zheng W.; Zheng Y.; Zholdin B.; Zhou M.; Zhu D.; Zhussupov B.; Zimmermann E.; Cisneros J.Z.; Bentham J.; Di Cesare M.; Bilano V.; Bixby H.; Zhou B.; Stevens G.A.; Riley L.M.; Taddei C.; Hajifathalian K.; Lu Y.; Savin S.; Cowan M.J.; Paciorek C.J.; Chirita-Emandi A.; Hayes A.J.; Katz J.; Kelishadi R.; Kengne A.P.; Khang Y-H.; Laxmaiah A.; Li Y.; Ma J.; Miranda J.J.; Mostafa A.; Neovius M.; Padez C.; Rampal L.; Zhu A.; Bennett J.E.; Danaei G.; Bhutta Z.A.; Ezzati M.; Worldwide trends in body-mass index, underweight, overweight, and obesity from 1975 to 2016: a pooled analysis of 2416 population-based measurement studies in 128·9 million children, adolescents, and adults. Lancet 2017,390(10113),2627-2642

3. Munos B.; Lessons from 60 years of pharmaceutical innovation. Nat Rev Drug Discov 2009,8(12),959-968

4. Jardim D.L.; Groves E.S.; Breitfeld P.P.; Kurzrock R.; Factors associated with failure of oncology drugs in late-stage clinical development: A systematic review. Cancer Treat Rev 2017,52,12-21

5. Justice M.J.; Dhillon P.; Using the mouse to model human disease: increasing validity and reproducibility. Dis Model Mech 2016,9(2),101-103