Cultivos de esferoides en suspensión de células madre

La medicina regenerativa depende en gran medida de la investigación realizada con células madre. Las células madre se caracterizan por su capacidad de autorrenovarse, de generar nuevas células madre a partir de una célula original, y por su multipotencia, que se refiere a su capacidad de generar nuevas células diferenciadas (3). Estas características de las células madre permiten que se utilicen para una amplia variedad de aplicaciones que van desde terapia celular, ensayos de toxicidad de alto rendimiento y detección de fármacos, así como en ingeniería de tejidos (4-5).

Célula madre in vitro culturas judías

Para lograr las condiciones óptimas requeridas para el mantenimiento de la capacidad de crecimiento, las células madre deben cultivarse en un in vivoMicroambiente similar a un microambiente con factores de crecimiento e interacciones célula-célula, célula-matriz extracelular (MEC). Un entorno de este tipo es esencial para promover la proliferación y mejorar la viabilidad celular (4,5). Para ello, los sistemas de cultivo celular 3D se han convertido en una plataforma eficaz para reconstituir in vivo-condiciones similares que son óptimas para formar conexiones célula-célula y célula-ECM, manteniendo al mismo tiempo las propiedades celulares nativas (6).

Sistemas de cultivo de esferoides

Los cultivos de esferoides se encuentran entre los sistemas de cultivo celular 3D más prometedores y versátiles. Se permite que las células se agreguen y pasen por su proceso natural de autoensamblaje para formar esferoides redondos y uniformes. El cultivo de células madre como esferoides 3D preserva su morfología celular, así como las características fenotípicas intrínsecas de las células madre (7). Dentro de los esferoides, se alienta a las células madre a expresar factores transcripcionales como Oct-4 y Nanog, que son necesarios para mantener la potencia. Se ha demostrado que los esferoides derivados de células madre expresan niveles más altos de citocinas y quimiocinas asociadas con la proliferación, viabilidad y migración celular, junto con niveles más altos de factores angiogénicos en comparación con las células madre cultivadas como monocapa 2D. En general, el cultivo de células madre como esferoides ha mejorado notablemente la viabilidad de las células madre y las tasas de proliferación en in vitro condiciones (8).

Cultivos en suspensión estática utilizando superficies no adherentes.

Las placas de fijación ultrabaja se pueden utilizar para generar esferoides redondos y uniformes a partir de cultivos en suspensión. Los esferoides se cultivan comúnmente en placas de múltiples pocillos recubiertas con una capa especial no adherente como agar, agarosa (8) o un recubrimiento de polímero especializado como BIOFLOTADOR^TM Solución de recubrimiento flexible (9). Tal recubrimiento forma una superficie repelente de células que previene la adhesión celular y estimula la autoagregación de las células. La agarosa es un biomaterial eficaz y comúnmente utilizado para prevenir la unión celular, aunque no ha tenido éxito en el cultivo de esferoides cancerosos, debido a su interacción con las células cancerosas, impidiendo así la activación de las vías de señalización necesarias para la respuesta celular (10,11).

Productos comerciales como BIOFLOAT^TM Las placas multipocillos prerevestidas se han convertido en una plataforma eficaz para el cultivo de esferoides. BIOFLOTADOR^TM Las placas recubiertas son biológicamente inertes, por lo que no interactúan con ninguna célula ni interfieren con la respuesta celular. Además, sus altas propiedades repelentes de células promueven la rápida autoagregación de las células, lo que las convierte en una plataforma de cultivo atractiva para análisis de alto rendimiento. Además, BIOFLOAT^TM Las placas son compatibles con una amplia gama de células, incluidas las células madre, y pueden utilizarse para diversas aplicaciones de investigación (9).

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. Celda. Mol. Medicina. 2010, 14, 2190–2199.
2. Stronček, DF; Sabatino, M.; Ren, J.; Inglaterra, L.; Kuznetsov, SA; Klein, HG; Robey, PG Establecimiento de un programa de trasplante de células estromales de médula ósea en el Centro Clínico de los Institutos Nacionales de Salud. Ing. de Tejidos. Parte B Rev. 2014, 20, 200–205
3. Ramalho-Santos, M.; Yoon, S.; Matsuzaki, Y.; Mulligan, RC; Melton, DA “Stemness”: Perfil transcripcional de células madre embrionarias y adultas. Ciencia 2002, 298, 597–600
4. Zhang, S.; Liu, P.; Chen, L.; Wang, Y.; Wang, Z.; Zhang, B. Los efectos de la formación de esferoides de células madre derivadas del tejido adiposo en un biorreactor de microgravedad sobre las propiedades del tallo y el potencial terapéutico. Biomateriales 2015, 41, 15-25.
5. Lei, Y.; Schaffer, DV Un sistema de cultivo 3D escalable y completamente definido para la expansión y diferenciación de células madre pluripotentes humanas. Proc. Nacional. Acad. Ciencia. EE.UU. 2013, 110, E5039–E5048.
6. 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.
7. Murphy, Kansas; 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.
8. Ryu NE, Lee SH, Park H. Métodos y aplicaciones del sistema de cultivo de esferoides para células madre mesenquimales. Células. 2019 de diciembre de 12;8(12):1620.
9. https://facellitate.com/wp-content/uploads/Establishment-of-perfect-3D-spheroids-for-1.pdf
10. Carvalho, diputado; Costa, CE; Miguel, SP; Correia, IJ Conjunto de esferoides tumorales sobre estructuras a base de ácido hialurónico: una revisión. Carbohidrato. Polimero. 2016, 150, 139-148.
11. Carvalho, diputado; Costa, CE; Correia, IJ Montaje de esferoides heterotípicos de cáncer de mama en superficies recubiertas de ácido hialurónico. Biotecnología. Prog. 2017, 33, 1346–1357.