Esferoides de células madre: una herramienta vital en la medicina regenerativa
Las células madre sirven como recurso principal en la medicina regenerativa, incluida la ingeniería de tejidos y la terapia de trasplantes. A este efecto mesenquimal humano células madre Contienen factores secretores con factores antiinflamatorios, angiogénicos y de regulación inmune que los convierten en un recurso eficiente para aplicaciones biológicas y clínicas.
Las células madre se caracterizan por su capacidad de autorrenovarse (o ser madre), produciendo nuevas células a partir de las células madre originales, siendo así una herramienta útil en terapia celular, detección de alto rendimiento e ingeniería de tejidos. Para preservar la “característica” de las células madre, es necesario cultivarlas en un medio que reproduzca el microambiente in vivo, que contiene factores de crecimiento, y la matriz extracelular (ECM) interacciones (1,2). Además, también son multipotentes (capaces de diferenciarse en otros tipos de células) en respuesta a diferentes factores de transcripción.
Los sistemas de cultivo celular tridimensionales han permitido métodos en los que el microambiente in vivo puede replicarse en condiciones de cultivo. Las interacciones célula-célula y célula-ECM observadas en el cultivo celular 3D ayudan a mantener los mecanismos y propiedades celulares, manteniendo así las características clave de las células madre, incluida la capacidad de tallo (3).
Los esferoides como Técnica de cultivo 3D
Los esferoides son una agregación de células en un grupo de células redondas que tiene una estructura tridimensional. Una superficie antiadherente como las placas BIOFLOATTM Flex es útil para la formación de esferoides redondos y uniformes. Los esferoides se pueden formar con una variedad de tipos de células, como células primarias o líneas celulares inmortalizadas. Otras técnicas de cultivo de esferoides incluyen cultivos en pellets, método de superposición líquida, método de gota colgante y recipientes de pared giratoria y matraces giratorios para cultivos a gran escala.
cultivos de esferoides de células madre
Hasta la fecha, los cultivos de esferoides se han convertido en una herramienta importante en los cultivos 3D de células madre. Los esferoides de células madre mesenquimales indicaron un fenotipo intrínseco preservado, completado con interacciones célula-célula y célula-MEC. Estos cultivos indicaron una expresión mejorada de los factores de transcripción necesarios para mantener la potencia (4). Además, las células madre esferoides indicaron altos niveles de citoquinas y quimiocinas que desempeñan un papel en la proliferación, la viabilidad celular y la migración celular junto con factores angiogénicos mejorados en comparación con los cultivos tradicionales en monocapa (4,5).
Cultivos celulares 3D de inducidos. células madre pluripotentes (iPSC) imitan las interacciones célula-célula y célula-matriz al estudiar la diferenciación de las células. Las iPSC se pueden cultivar con o sin un andamio de soporte. Los cultivos de esferoides de iPSC se cultivan utilizando placas recubiertas con repelente de células, como las placas de 96 pocillos BIOFLOAT, para generar esferoides uniformes en un período de tiempo relativamente corto. Estos cultivos celulares siguen siendo viables durante períodos más largos con la inclusión de andamios como los hidrogeles, lo que permite crear modelos de enfermedades donde se pueden observar cambios progresivos, como en las enfermedades neurodegenerativas (6).
Referencias
1. Prockop DJ, Kota DJ, Bazhanov N., Reger RL Paradigmas en evolución para la reparación de tejidos mediante células madre/progenitoras adultas (MSC) J. Cell. Mol. Medicina. 2010;14:2190–2199.
2. Ramalho-Santos M., Yoon S., Matsuzaki Y., Mulligan RC, Melton DA “Stemness”: perfiles transcripcionales de células madre embrionarias y adultas. Ciencia. 2002;298:597–600.
3. Rosso F., Giordano A., Barbarisi M., Barbarisi A. De las interacciones célula-MEC a la ingeniería de tejidos. J. Fisiol celular. 2004;199:174–180.
4. Murphy KC, Hoch AI, Harvestine JN, Zhou D., Leach JK Los esferoides de células madre mesenquimales conservan el fenotipo osteogénico a través de la señalización alfa2beta1. Traducción de células madre. Medicina. 2016;5:1229–1237.
5. Zhang Q., Nguyen AL, Shi S., Hill C., Wilder-Smith P., Krasieva TB, Le AD El cultivo de esferoides tridimensionales de células madre mesenquimales derivadas de la encía humana mejora la mitigación de la mucositis oral inducida por la quimioterapia. Desarrollo de células madre. 2012;21:937–947.
6. Haishuang Lin, Qiang Li y Yuguo Lei (2017. “Tejidos tridimensionales que utilizan esferoides de células madre pluripotentes humanas como bloques de construcción de biofabricación”. Biofabricación 9 025007.
7. Kouroupis D y Correa D (2021) Aumento de la funcionalización de células madre mesenquimales en entornos de fabricación tridimensionales para aplicaciones terapéuticas mejoradas. Frente. Bioeng. Biotecnología. 9:621748.
