Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Réglant le micro-environnement cellulaire in vitro

Afin de comprendre comment les cellules s'associent pour former des tissus et des organes, il est nécessaire de déterminer les mécanismes qui pilotent des comportements de cellules. Plutôt qu'étudiant les cellules in vivo, qui seraient sensiblement difficiles, cultures cellulaires d'utilisation de scientifiques. Ce sont des cellules qui ont été forme retirée par organisme et cultivé dans le laboratoire.

Les scientifiques peuvent étudier et manipuler le micro-environnement cellulaire utilisant le 2D et les cultures cellulaires 3Danyaivanova | Shutterstock

Utilisant des cultures cellulaires, les scientifiques peuvent manipuler le micro-environnement cellulaire afin de simuler des conditions physiologiques in vivo.

Quel type de culture cellulaire le meilleur pour les cellules manipuler est-il in vitro ?

Pendant plus d'un siècle, (des 2D) cultures cellulaires bidimensionnelles ont été employées pour étudier la réponse cellulaire aux caractères indicateurs biophysiques et biochimiques. Tandis que les 2D cultures ont grand avancé notre compréhension du comportement de cellules, elles ont leurs propres limitations. Par exemple, les cellules dans la culture expliquent les bioactivités qui diffèrent de ceux observées in vivo. Ainsi, les résultats de la recherche peuvent ne pas être entièrement représentatifs in vivo des réactions.

Pour traiter ce problème, des échafaudages nouveaux de la culture cellulaire 3D sont développés, en particulier car ils imitent exactement des conditions in vivo. Ceux-ci désigné sous le nom du sphéroïde ou des cultures organoid et ont expliqué la réussite en induisant in vivo des destins de comportements de cellules une fois stimulés par des procédés ou des caractères indicateurs particuliers à l'étude.

Cependant, les modèles 3D viennent avec plusieurs défis. Ceux-ci comprennent produire une surface adjacente entre les différents types de tissu ; réglant la distribution des facteurs bioactifs (par exemple hormones et messagers chimiques) dans l'espace et temporellement, et mettant à jour les éléments nutritifs et les gaz de canalisation nécessaires pour la survie de cellules.

Une fois fait face entre le choix du 2D ou les systèmes 3D, le procédé spécifique d'intérêt à l'étude doit être considéré. Tandis que les plates-formes 3D sont meilleures à induire le comportement in vivo comme de cellules, elles sont limitées par un manque d'application universelle ; actuellement, seulement quelques types de cellules peuvent être développés de cette façon. les 2D cultures cellulaires offrent ainsi une alternative réalisable et facile à utiliser.

Méthodes de culture cellulaire de courant 2D

Les cellules de cultivation a besoin d'une surface plane à laquelle les cellules peuvent adhérer et se développer. Les matières particulières employées à cet effet comprennent la glace ou le polystyrène. En raison de la nature uniforme de la plate-forme, les cellules se développent homogène car elles ont accès aux concentrations assimilées des éléments nutritifs et des facteurs de croissance actuels dans le support. Cette uniformité effectue aux 2D cultures une option attrayante dans clinique et des cadres de recherches.

En dépit de cette simplicité, les 2D cultures ne permettent pas le contrôle de la forme de cellules - qui est un déterminant critique de réaction aux caractères indicateurs biophysiques in vivo. Pour représenter ceci, des substrats micro-modelés tels que des îles de cellule-adhésif, les microwells, et les micropillars ont été conçus pour faciliter la personnalisation de forme de cellules.

Ces solutions offrent un environnement de pseudo-3D qui peut stimuler la polarité apical-basique, qui se rapporte à l'asymétrie dans l'organisme et la distribution des éléments cellulaires. Ceci peut être problématique quand la polarité apical-basique peut être artificielle in vivo.

La polarité induite peut, pour cette raison, être favorable pendant qu'elle permet aux cellules indigènes de remplir leurs fonctionnements naturels (émigrant, distribuant et détectant des caractères indicateurs environnementaux). L'effet de la polarité non désirée peut être atténué à l'aide d'une méthodologie de culture de sandwich.

Dans cette technique, une plate-forme complémentaire est mise sur la couche uniforme de cellules, leur fournissant les mêmes protéines (ECM) de matrice extracellulaire qui vêtent la couche inférieure de support. Ceci évite effectivement la polarisation de cellules, fournissant un imitateur de l'environnement 3D vu in vivo.

Modèles actuels de la culture cellulaire 3D

La troisième dimension rendue procurable dans les cultures 3D active la modélisation précise in vivo des environnements in vitro. Ceci fournit une complexité structurelle plus grande aux cellules, leur permettant de mettre à jour une condition (homéostatique) régulière en travers d'un laps de temps plus grand. Par la suite, les cultures cellulaires développées utilisant 3D cultivant les méthodes sont plus prévisionnelles ce qui peuvent arriver aux cellules in vivo que ceux de développées dans la 2D.  

Quelques 3D cultivant des méthodes comprennent le microfluidics. Ceci se rapporte à la manipulation de petits volumes liquides dans des microsystèmes artificiellement fabriqués. Des facteurs solubles qui règlent des comportements biochimiques sont bien dispersés dans les cultures cellulaires microfluidic, qui imitent attentivement leur distribution in vivo.

Un autre avantage des cultures cellulaires 3D microfluidic est la capacité de joindre différents types de tissu ensemble et d'examiner comment ils agissent l'un sur l'autre. En conséquence, les chercheurs peuvent comprendre mieux comment les organes et les systèmes, et pas simplement les cellules et les tissus fonctionnent.

En outre, le flux des liquides (tels que les liquides interstitiels et le sang) est important pour le fonctionnement de cellules, particulièrement car la différenciation cellulaire et le métabolisme dépend de ceci. Par conséquent le contrôle des pressions du liquide activées par des techniques microfluidic est inestimable.

Un autre avantage des cultures 3D est modélisation améliorée des tissus de barrage. In vivo, les épithéliums forment un barrage entre les compartiments d'organe. Le fonctionnement de barrage est important car il règle l'affect que les variables environnementales ont sur le compartiment fondamental. Le fonctionnement correcte du barrage épithélial est essentiel pour la survie, et ainsi sa représentation dans les cultures 3D améliore la réussite des systèmes intégrés d'organe in vitro.

Comparaison de développement de cellules dans le 2D et les environnements 3D

La prévalence des techniques de la culture 3D augmente comme les avances permettent un mimétisme plus précis in vivo des conditions. les 2D cultures sont limitées par leur incapacité d'influencer convenablement l'interaction cellule-cellule, la mécanique cellulaire, et l'accès aux éléments nutritifs.

En dépit de ceci, les 2D cultures sont couronnées de succès dans les systèmes épithéliaux ; par exemple, les épithéliums des voies aériennes de poumon se développeront normalement in vitro. L'inconvénient majeur des 2D systèmes sont leur simplicité, souvent ne pas faire expliquer les cellules cultivées les processus de développement prévus de cellules. Éventuel, leur simplicité présente une disparité entre biologiquement les informations importantes qui sont exigés et ce qui est fournie dans le 2D.

les cultures 3D sont assimilé limitées. Le débit, qui est toute la sortie le système 3D peut produire, est bas comparé aux 2D méthodes. Beaucoup de techniques sont longues et difficiles à installer.

En conséquence, elles ne peuvent pas être employées dans le développement de médicament qui se fonde sur un grand nombre de mesures d'examen critique à prendre. les cultures 3D sont également limitées par leur incompatibilité avec des formes d'analyse au microscope. Ce problème provient du de grande taille des cultures cellulaires 3D ; ceci évite également la distribution correcte des éléments nutritifs aux cellules, à l'emplacement et au temps corrects.  

Considérant que les méthodes de la culture cellulaire 3D sont relativement neuves et apparaissantes, le potentiel des cultures cellulaires 3D est prometteur. Leur capacité de récapituler exactement in vivo l'environnement de cellules leur effectue la méthode de choix préférée dans le clinique et le cadre de recherches.

Further Reading

Last Updated: Apr 8, 2019

Hidaya Aliouche

Written by

Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Aliouche, Hidaya. (2019, April 08). Réglant le micro-environnement cellulaire in vitro. News-Medical. Retrieved on June 21, 2021 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Controlling-the-Cellular-Microenvironment-in-vitro.aspx.

  • MLA

    Aliouche, Hidaya. "Réglant le micro-environnement cellulaire in vitro". News-Medical. 21 June 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Controlling-the-Cellular-Microenvironment-in-vitro.aspx>.

  • Chicago

    Aliouche, Hidaya. "Réglant le micro-environnement cellulaire in vitro". News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Controlling-the-Cellular-Microenvironment-in-vitro.aspx. (accessed June 21, 2021).

  • Harvard

    Aliouche, Hidaya. 2019. Réglant le micro-environnement cellulaire in vitro. News-Medical, viewed 21 June 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/Controlling-the-Cellular-Microenvironment-in-vitro.aspx.

Comments

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News Medical.