3D cellekulturer

Dette er en gæst post fra BiotechBlog Intern, Fintan Burke . Fintan er studerende på School of Bioteknologi ved Dublin City University. Har du et svar på Fintan indlæg? Svar i kommentarfeltet nedenfor.

Som forskere fortsætte med at undersøge den komplekse karakter af celle væv og deres adfærd, bliver det mere og mere tydeligt, at konventionelle vævskultur metoder såsom petriskåle og brønde er kun i stand til at give en brøkdel af billedet.

I de sidste par år har der været stigende interesse for nye metoder, der tillader cellekulturer til at vokse i et 3D medier. Faktisk 3D kultur prale af mange fordele i forhold til konventionelle 2D medier. I en 2007 Nature artiklen , Pampaloni et al hævder, at 3D kulturen har potentiale til at repræsentere en ægte in vivo cellulære miljø uden behov for etisk tvivlsom dyreforsøg. Denne type af kultur kan også give bedre indblik i celle arkitektur, signalering og mekanik, som allerede er indregnet i kræftforskning; en 2008 undersøgelse af Fischbach et al viste, at tumorceller dyrket i 3D kultur "genskabt tumor microenvironmental stikord" samt øget tumor vaskularisering sammenlignet med 2D cellekulturer.

Efterspørgslen efter 3D kultur forventes at vokse som forskere søger efter nye tilgange til cellulær forskning, mens mindske behovet for dyreforsøg. Fra denne efterspørgsel, er der taget flere tilgange til at udvikle 3D-dyrkningsmetoder:

En fremgangsmåde involverer udligner naturlige sedimentation af celler i et vandigt medium ved forsigtigt at dreje bioreaktoren i et apparat kaldet en roterende væg fartøj bioreaktoren. Celler vil typisk være knyttet til microcarrier perle "scaffolds" for at give mulighed for 3D-kemiske reaktioner i bioreaktoren. Oprindeligt udviklet af NASA til at undersøge mikrobiel vækst i nul tyngdekraft, den dyrkningsmetode prale af fordelen af at replikere den naturlige lav forskydning effekt findes i kroppen, som har vist sig at være indflydelsesrige i et patogen er infektion potentiale.

Et andet system anvender magnetisme til at udvikle 3D vævskulturer. Denne metode, kaldet magnetisk celle levitation, bruger belastede bakteriofager til "inficere" cellerne for kultur med svage mængder af jernoxid og guld. Disse celler bliver derefter efterladt i en petriskål til at vokse, mens en ring placeret på toppen af ​​skålen udsætter dem for magnetiske kræfter, får dem til at svæve i suspension. I en 2010 nummer af Nature Nanotechnology, Souza et al hævde , at denne metode har potentiale til at "være mere realistisk for langsigtede flercellede undersøgelser" samt den lette kontrol og omkostningseffektivitet i forskning.

For nylig opmærksomhed er blevet betalt til at udvikle 3D-kulturmedier uden ekstern påvirkning. Microtissues Inc. har udviklet en form for vævskultur, der skaffer behovet for stilladser i kulturen. Resultatet, hævder CEO Jeffrey Morgan, er, at ensartede celler fremstilles mere effektivt og med mere konstante resultater end når der anvendes stilladser. Et andet selskab, Microtissues.com , også kræve deres 3D petriskål maksimerer celle-celle-interaktioner og tillader kontrollerbar cellestørrelse.

Disse eksempler repræsenterer kun en brøkdel af de nye metoder bliver konstant udviklet til 3D dyrkning af celler. Så sent som i sidste måned, TAP Biosystems afsløret deres nyeste collagen-baserede 3D-celle dyrkning metode til plader med 96 brønde. Denne seneste boom i udvikling er uden tvivl på grund af den erkendelse, at forskning ved hjælp af (siden nu) konventionelle 2D kultur nærmer sig sin afslutning. Selvom 3D kultur har potentiale til at blive det grundlæggende valg til forskning i kræft og medicinsk behandling, forbliver nogle problemer. Moderne mikroskopisk billeddannelse kan kæmpe med de tættere vævsprøver. En fælles standard skal også dukke op i for at etablere en fælles protokol i forskningen. Bør disse betænkeligheder løses, kan der ikke være megen tvivl om, at 3D cellekultur vil fremstå som den billige, informativ og dominerende forskningsmetode i mange år fremover.


Efterlad et svar