Sferoidi e colture di cellule staminali tridimensionali

Un sistema di coltura sferoidale fornisce un ambiente fisico-chimico simile a quello in vivo, facilitando l'interazione cellula-cellula e cellula-matrice per superare i limiti delle tradizionali colture cellulari monostrato. Data l’importanza dei sistemi di coltura di cellule staminali nelle applicazioni cliniche, i ricercatori li hanno studiati per ottimizzare le condizioni di coltura e aumentare l’efficienza.

Nelle colture in sospensione, le cellule adiacenti formano aggregati di forma sferoidale e svolgono un ruolo fondamentale nella ricerca sul cancro, nello screening farmacologico e negli studi clinici. Esistono vari metodi di coltura sferoidale come la caduta sospesa, l'incorporamento di gel, la levitazione magnetica e la coltura spinner. Vari tipi di biomateriali vengono utilizzati come forme di costruzione per studiare gli sferoidi, come idrogel, particelle, pellicole e perline, a seconda dei requisiti sperimentali (1,2).

Cellule staminali

Le cellule staminali sono preziosi attori chiave nella medicina rigenerativa con applicazioni cliniche e di ricerca. La caratteristica principale delle cellule staminali è la staminalità, ovvero la capacità di generare cellule figlie identiche a quelle madri (autorinnovamento). La loro multipotenza consente la differenziazione in nuovi tipi cellulari con potenziale di proliferazione limitato. La staminalità consente alle cellule staminali di avere un potenziale di applicazione in numerosi strumenti terapeutici biologici come la farmacologia ad alto rendimento, lo screening farmacologico e l'ingegneria dei tessuti (3,4).

Colture cellulari bidimensionali e tridimensionali

Le cellule richiedono segnali biologici nel microambiente delle nicchie cellulari. Questi segnali incoraggiano la proliferazione e migliorano la vitalità cellulare. In generale, i tradizionali sistemi di coltura cellulare bidimensionale, in cui le cellule crescono come un monostrato, affrontano alcune limitazioni nella riproduzione del microambiente in vivo. Al contrario, i sistemi di colture cellulari tridimensionali possono ricostituire condizioni simili a quelle osservate in vivo e possono costruire reti di interazione cellula-cellula e cellula-matrice (5,6).

BIBLIOGRAFIA:

1. Na-Eun Ryu, 1Dipartimento di Ingegneria Integrativa, Università di Chung-Ang, Seoul 06974, Corea; MDPI, dicembre 2019; 8(12): 1620.

2. Prockop DJ, Kota DJ, Bazhanov N., Reger RL Paradigmi in evoluzione per la riparazione dei tessuti mediante cellule staminali/progenitrici adulte (MSC) J. Cell. Mol. Med. 2010;14:2190–2199. doi: 10.1111/j.1582-4934.2010.01151.x.

3. Stroncek DF, Sabatino M., Ren J., England L., Kuznetsov SA, Klein HG, Robey PG Istituzione di un programma di trapianto di cellule stromali di midollo osseo presso il National Institutes of Health Clinical Center. Ing. Tessuti Parte B Rev. 2014;20:200–205. doi: 10.1089/ten.teb.2013.0529

4. Ramalho-Santos M., Yoon S., Matsuzaki Y., Mulligan RC, Melton DA “Stemness”: profilo trascrizionale delle cellule staminali embrionali e adulte. Scienza. 2002;298:597–600. doi: 10.1126/science.1072530.

5. Li L., Neaves WB Cellule staminali normali e cellule staminali tumorali: la nicchia conta. Ricerca sul cancro 2006;66:4553–4557. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-05-3986.

6. Lin RZ, Chang HY Recenti progressi nella coltura di sferoidi multicellulari tridimensionali per la ricerca biomedica. Biotecnologie. J. 2008;3:1172–1184. doi: 10.1002/biot.200700228.