Sistema di coltura sferoidale: vantaggi e meccanismo
Il sistema di coltura sferoidale è un rivoluzionario sistema di coltura cellulare 3D relativamente a bassa tecnologia, facile da usare e facilmente riproducibile. Il sistema sferoidale favorisce la formazione di una struttura cellulare simile in vivo, dove le cellule mantengono il loro fenotipo nativo, e le interazioni della matrice extracellulare (ECM) (1-2).
Vantaggi
– La coltura sferoidale incoraggia l'espressione in vivo di fattori di trascrizione, ad esempio cellule staminali.
– Presenta livelli più elevati di espressione proteica e altri mediatori che influenzano la proliferazione, la vitalità e la migrazione delle cellule rispetto alle tradizionali colture monostrato
– Le cellule tumorali sferoidi mostrano una notevole somiglianza con la struttura cellulare nativa, che a sua volta produce dati traducibili per screening farmacologici ad alto rendimento.
Svantaggi
Sferoide sistemi di coltura cellulare tendono a consistere in un gradiente di diffusione, man mano che aumentano le dimensioni e la forma degli sferoidi. Ciò può causare una mancanza di nutrienti al centro dello sferoide, influenzando di conseguenza la vitalità cellulare. Più grande è lo sferoide, minore è la quantità di nutrienti che possono raggiungere il nucleo dello sferoide (1-2).
Meccanismi di formazione degli sferoidi
In una normale sospensione di coltura cellulare, le cellule si aggregano e iniziano il processo di autoassemblaggio, il che significa che le singole cellule iniziano a formare sferoidi multicellulari. Questo è un normale fenomeno fisiologico che si verifica comunemente durante l'embriogenesi, la morfogenesi e l'organogenesi. L'autoassemblaggio è influenzato da vari fattori che includono: gradiente di nutrienti, ossigeno e fattori di crescita presenti nel terreno di coltura, fattori paracrini cellulari, dimensione crescente degli sferoidi durante la coltura, velocità di produzione e consumo di fattori necessari per l'adesione e la differenziazione di cellule che incidono sulle formazioni sferoidali multicellulari. Ad esempio, i livelli di integrine e caderine prodotte che aiutano l'adesione (3-9).
Meccanica della formazione degli sferoidi
1. Le singole cellule in una sospensione cellulare si aggregano per formare uno sferoide sciolto. Questo processo è facilitato dalle fibre ECM e dal legame complementare delle integrine della superficie cellulare (3-9).
2. Una forte adesione è quindi mediata dalle E-caderine, tramite il legame omofilo tra le caderine delle cellule periferiche. Le molecole di actina cementano anche i contatti tra cellule adiacenti, determinando la formazione di uno sferoide multicellulare fortemente adesivo (3-9).
Riferimenti
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