Hidrogélek
A sejtek fiziológiás környezetükben jellemzően három dimenzióban (3D) lépnek kölcsönhatásba az extracelluláris tényezőkkel. Az extracelluláris mátrix (ECM) peptidekből, poliszacharidokból, fehérjékből, enzimekből és jelátviteli molekulákból álló biológiai polimerek komplex formulája, amely a sejteken kívül található. A sejtek és az őket körülvevő ECM közötti kölcsönhatások olyan jelzésekkel szolgálnak, amelyek befolyásolhatják a sejtek polarizációját, alakját, mozgékonyságát, differenciálódását és számos más fenotípust. A hagyományos sejttenyésztés kétdimenziós (2D) szubsztráton, általában polisztirolon vagy üvegen történik, és az így tenyésztett sejtek gyakran nem teljesen reprodukálják az ugyanezen sejttípusok in vivo által megfigyelt számos fenotípust. A in vitro tenyésztett sejtek fiziológiás szövettípushoz való közelítésének egyik módja a sejtek beágyazása és tenyésztése egy 3D hidrogélbe, amely a fiziológiás ECM-et utánozza. Ez a stratégia a sejtek három dimenzióban történő tenyésztésének nagyobb megközelítésének egy alcsoportja, amelyet általában 3D-s sejtkultúrának neveznek.
1. ábra. A hidrogélek biológiailag relevánsabb 3D-s sejtkultúrát tesznek lehetővé.
3D-hidrogél alkalmazások
A 3D-hidrogélben növesztett sejtek számos alkalmazásban értékesnek bizonyultak. A hagyományos immortalizált sejtvonalakat hidrogélbe ágyazva lehet tenyészteni, hogy többsejtű komplexeket, úgynevezett szferoidokat képezzenek. Kimutatták, hogy a szferoidok rengeteg olyan információval szolgálnak, amelyek a 2D körülmények között tenyésztett sejtekből nem derülnek ki. A 3D hidrogénekben tenyésztett őssejtek több sejttípussá differenciálódhatnak, amelyek nagyon hasonlítanak a natív szövetekre. Programozni lehet őket 3D organoidok, differenciált mini-szervi struktúrák kialakítására, amelyeket a komplex élettani folyamatok rendkívül jó előrejelző, reprodukálható és skálázható in vitro modelljeként használtak. A sejtek hidrogélben történő tenyésztésének egyéb alkalmazásai a hidrogél fizikai tulajdonságainak a sejtek mechano-érzékeny viselkedésére, többek között a morfológiai jellemzők kialakulására és a sejtek mozgékonyságára irányuló vizsgálatára összpontosítottak.
Természetes eredetű 3D hidrogélek
A fiziológiás extracelluláris mátrix in vitro utánzásának legkonvencionálisabb módszere a biológiai forrásból származó natív ECM kivonatának használata. Hagyományosan az Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) egér szarkóma bazális membránból származó ECM kivonatot használják 3D sejttenyésztési alkalmazásokhoz. Az EHS ECM-kivonat 4 °C-on kényelmesen folyékony, szobahőmérsékleten pedig zselésedik, így a sejtek könnyen beágyazhatók. Ez a termék ECM Gel hidrogélként kerül forgalomba. Bizonyos alkalmazásokhoz fontos az emberi sejtekből származó ECM-kivonat. A MaxGel™ ECM egy humán in vitro nyert bazális membrán kivonat (BME).
Szintetikus 3D hidrogélek
Egy szintetikus hidrogél újbóli előállítása optimális választás lehet bizonyos alkalmazásokhoz. A kémiailag meghatározott hidrogél-formuláció javítja a reprodukálhatóságot, és ismert a médiakomponensek, például a növekedési faktorok jelenléte és koncentrációja. Ezen túlmenően a hidrogél kulcsfontosságú fizikai paraméterei fontosak lehetnek bizonyos alkalmazásokhoz. Ezek közé tartoznak:
- elasztikus modulus
- pórusméret
- hidrogél duzzadás
- keresztkötés
- disszociációs feltételek
Számos reagenset, készletet és protokollt kínálunk szintetikus hidrogélek fejlesztéséhez, beleértve a HyStem® hidrogél állványzatokat, a TrueGel3D™ hidrogél készleteket és a Cell-In-a-Box® technológiát.
2. ábra. Szintetikus extracelluláris mátrix (ECM)
Az olvasás folytatásához jelentkezzen be vagy hozzon létre egy felhasználói fiókot.
Még nem rendelkezik fiókkal?