Hydrogely
Buňky ve fyziologickém prostředí obvykle interagují s extracelulárními faktory ve třech rozměrech (3D). Extracelulární matrix (ECM) je komplexní složení biologických polymerů složených z peptidů, polysacharidů, proteinů, enzymů a signálních molekul, které se nacházejí mimo buňky. Interakce mezi buňkami a okolní ECM poskytují signály, které mohou ovlivňovat polarizaci, tvar, pohyblivost, diferenciaci a mnoho dalších fenotypů buněk. Tradiční kultivace buněk se provádí na dvourozměrném (2D) substrátu, obvykle polystyrenu nebo skle, a takto pěstované buňky často plně nerekapitulují mnoho fenotypů pozorovaných u stejných typů buněk in vivo. Jedním z přístupů, jak dosáhnout toho, aby se buňky kultivované in vitro více podobaly odpovídajícímu fyziologickému typu tkáně, je vložit a kultivovat buňky do 3D hydrogelu, který napodobuje fyziologickou ECM. Tato strategie je podmnožinou širšího přístupu kultivace buněk v trojrozměrném prostoru, který se obvykle označuje jako 3D buněčná kultivace.
Obrázek 1. Hydrogely umožňují biologicky relevantnější 3D kultivaci buněk.
Použití 3D hydrogelů
Buňky vypěstované v 3D hydrogelu se ukázaly jako cenné pro řadu aplikací. Tradiční imortalizované buněčné linie lze kultivovat zapuštěné do hydrogelů a vytvářet tak mnohobuněčné komplexy zvané sféroidy. Bylo prokázáno, že sféroidy poskytují množství informací, které nejsou patrné ze stejných buněk kultivovaných za 2D podmínek. Kmenové buňky pěstované ve 3D hydrogelech se mohou diferencovat do mnoha buněčných typů, které se velmi podobají přirozeným tkáním. Lze je naprogramovat tak, aby vytvářely 3D organoidy, diferencované struktury mini orgánů, které byly použity jako vysoce prediktivní, reprodukovatelné a škálovatelné in vitro modely komplexní fyziologie. Další aplikace kultivace buněk v hydrogelu se zaměřují na dotazování fyzikálních vlastností hydrogelu na mechano-senzitivní chování buněk včetně tvorby morfologických znaků a buněčné pohyblivosti.
Přirozeně získané 3D hydrogely
Nejběžnější metodou napodobení fyziologické extracelulární matrix in vitro je použití extraktu nativní ECM z biologického zdroje. Tradičně se pro 3D buněčné kultury používá extrakt ECM z bazální membrány myšího sarkomu Engelbreth-Holm-Swarm (EHS). Extrakt EHS ECM je při 4 °C pohodlně tekutý a při pokojové teplotě želíruje, což umožňuje snadné zapuštění buněk. Tento produkt se prodává jako hydrogel ECM Gel. Pro některé aplikace je důležitý extrakt ECM z lidských buněk. MaxGel™ ECM je extrakt bazální membrány (BME) získaný z lidských buněk in vitro.
Syntetické 3D hydrogely
Pro některé aplikace může být optimální volbou znovuzavedení syntetického hydrogelu. Chemicky definované složení hydrogelu zvyšuje reprodukovatelnost a je známa přítomnost a koncentrace složek média, jako jsou růstové faktory. Kromě toho mohou být pro konkrétní aplikace důležité klíčové fyzikální parametry hydrogelu. Mezi ně patří např:
- modul pružnosti
- velikost pórů
- bobtnání hydrogelu
- síťování
- podmínky disociace
Nabízíme několik činidel, souprav a protokolů, které lze použít pro vývoj syntetických hydrogelů, včetně hydrogelových scaffoldů HyStem®, hydrogelových souprav TrueGel3D™ a technologie Cell-In-a-Box®.
Obrázek 2. Syntetická extracelulární matrix (ECM)
Products
Abyste mohli pokračovat ve čtení, přihlaste se nebo vytvořte účet.
Nemáte účet?