Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Gestendo il Microenvironment cellulare in vitro

Per capire come le celle si associano per formare i tessuti e gli organi, è necessario da determinare i meccanismi che determinano i comportamenti delle cellule. Piuttosto che studiando le celle in vivo, che sarebbero significativamente difficili, colture cellulari di uso degli scienziati. Queste sono celle che sono state modulo eliminato un l'organismo e coltivato in laboratorio.

Gli scienziati possono studiare e manipolare il microenvironment cellulare facendo uso del 2D e delle colture cellulari 3Danyaivanova | Shutterstock

Facendo uso delle colture cellulari, gli scienziati possono manipolare il microenvironment cellulare per simulare le circostanze fisiologiche in vivo.

Quale tipo di coltura cellulare è il la cosa migliore per le celle manipolare in vitro?

Per più un secolo, (le 2D) colture cellulari bidimensionali sono state usate per studiare la risposta cellulare alle indicazioni biofisiche e biochimiche. Mentre le 2D culture notevolmente hanno avanzato la nostra comprensione del comportamento delle cellule, presentano le loro proprie limitazioni. Per esempio, le celle nella cultura dimostrano le bioattività che differiscono da quelle osservate in vivo. Quindi, i risultati della ricerca non possono essere completamente rappresentativi in vivo delle reazioni.

Per affrontare questo problema, le impalcature novelle della coltura cellulare 3D stanno sviluppande, specialmente poichè imitano esattamente le circostanze in vivo. Questi si riferiscono a come la sferoide o culture organoid ed hanno dimostrato il successo nell'induzione in vivo dei destini di comportamenti delle cellule una volta stimolati dai trattamenti o dalle indicazioni particolari allo studio.

Tuttavia, i modelli 3D vengono con parecchie sfide. Questi comprendono la creazione dell'interfaccia fra i tipi differenti del tessuto; gestendo la distribuzione dei fattori bioactive (per esempio ormoni e messaggeri chimici) nello spazio e temporaneamente e mantenendo le sostanze nutrienti ed i gas del passaggio necessari per la sopravvivenza delle cellule.

Una volta affrontato fra la scelta del 2D o i sistemi 3D, il trattamento specifico di interesse allo studio deve essere considerato. Mentre le piattaforme 3D sono migliori ad indurre il comportamento in vivo del tipo di delle cellule, sono limitate da una mancanza di applicazione universale; attualmente, soltanto alcuni tipi delle cellule possono svilupparsi in questo modo. le 2D colture cellulari offrono così un'alternativa realizzabile e di facile impiego.

Metodi della coltura cellulare della corrente 2D

Le cellule di cultura richiede una superficie piana a cui le celle possono aderire e svilupparsi. I materiali tipici utilizzati a questo fine includono il vetro o il polistirolo. A causa della natura costante della piattaforma, le celle si sviluppano omogeneamente poichè hanno accesso alle simili concentrazioni di sostanze nutrienti e di fattori di crescita presenti nel media. Questa uniformità rende a 2D culture un'opzione attraente nelle impostazioni della ricerca e cliniche.

Malgrado questa semplicità, le 2D culture non permettono il controllo di forma delle cellule - che è un determinativo critico della risposta alle indicazioni biofisiche in vivo. Per rappresentare questo, i substrati micro-modellati quali le isole del cella-collante, i microwells e i micropillars sono stati destinati per aiutare nella personalizzazione di forma delle cellule.

Queste soluzioni offrono un ambiente di pseudo-3D che può stimolare la polarità apicale-basale, che si riferisce all'asimmetria nell'organizzazione e nella distribuzione delle componenti cellulari. Ciò può essere problematica quando la polarità apicale-basale può essere artificiale in vivo.

La polarità indotta può, quindi, essere favorevole mentre permette alle celle indigene di eseguire le loro funzioni naturali (migrando, distribuendo e percependo le indicazioni ambientali). L'effetto di polarità indesiderata può attenuarsi usando una metodologia della cultura del panino.

In questa tecnica, una piattaforma supplementare è collocata sopra il livello costante di celle, fornente loro le stesse proteine extracellulari (ECM) della matrice che ricoprono il livello inferiore supportante. Ciò efficacemente impedisce la polarizzazione delle cellule, fornente ad un mimo dell'ambiente 3D veduto in vivo.

Modelli correnti della coltura cellulare 3D

La terza dimensione messa a disposizione nelle culture 3D permette alla modellistica accurata in vivo degli ambienti in vitro. Ciò fornisce la maggior complessità strutturale alle celle, permettendoli di mantenere uno stato (omeostatico) costante attraverso un maggior periodo. Successivamente, le colture cellulari sviluppate facendo uso di 3D che coltiva i metodi sono più premonirici che cosa possono accadere alle celle in vivo che quelle dello sviluppate di nel 2D.  

Alcuni 3D che coltivano i metodi includono il microfluidics. Ciò si riferisce alla manipolazione di piccoli volumi fluidi all'interno dei microsistemi artificialmente da costruzione. I fattori solubili che regolamentano i comportamenti biochimici sono dispersi bene nelle colture cellulari microfluidic, che imitano molto attentamente la loro consegna in vivo.

Un altro vantaggio delle colture cellulari microfluidic 3D è la capacità di collegare insieme i tipi differenti del tessuto e di esaminare come interagiscono. Di conseguenza, i ricercatori possono capire meglio come gli organi ed i sistemi e non appena le celle ed i tessuti funzionano.

Ancora, il flusso dei liquidi (quali i liquidi interstiziali ed il sangue) è importante per la funzione delle cellule, particolarmente poichè la differenziazione ed il metabolismo delle cellule dipende da questa. Di conseguenza il controllo delle pressioni del fluido permesse a mediante tecniche microfluidic è inestimabile.

Un altro vantaggio delle culture 3D è modellistica migliore dei tessuti della barriera. In vivo, modulo di epithelia una barriera fra i compartimenti dell'organo. La funzione della barriera è importante poichè regolamenta l'influenza che le variabili ambientali hanno sul compartimento di fondo. La funzione adeguata della barriera epiteliale è cruciale per la sopravvivenza ed in modo dalla sua rappresentazione nelle culture 3D migliora il successo dei sistemi integrati dell'organo in vitro.

Confronto di sviluppo delle cellule nel 2D e negli ambienti 3D

La prevalenza delle tecniche della cultura 3D sta aumentando come gli avanzamenti permettono il mimetismo più accurato in vivo delle circostanze. le 2D culture sono limitate dalla loro incapacità di influenzare giustamente l'interazione della cella-cella, i meccanici cellulari e l'accesso alle sostanze nutrienti.

Malgrado questo, le 2D culture riescono nei sistemi epiteliali; per esempio, il epithelia della galleria di ventilazione del polmone si svilupperà normalmente in vitro. Lo svantaggio principale dei 2D sistemi è la loro semplicità, non riuscente spesso a indurre le celle coltivate a dimostrare i processi di sviluppo previsti delle cellule. Infine, la loro semplicità presenta una disparità fra il dato biologicamente valido che è richiesto e che cosa è fornito nel 2D.

le culture 3D sono similmente limitate. La capacità di lavorazione, che è l'output totale il sistema 3D può produrre, in basso è confrontata ai 2D metodi. Molte tecniche sono che richiede tempo e difficili da installare.

Di conseguenza, non possono essere utilizzate nello sviluppo della droga che conta su tantissime misure della selezione da catturare. le culture 3D egualmente sono limitate dalla loro incompatibilità con i moduli di analisi al microscopio. Questo problema proviene dal grande delle colture cellulari 3D; ciò egualmente impedisce la distribuzione adeguata delle sostanze nutrienti alle celle, sia alla posizione che al tempo corretti.  

Considerando che i metodi della coltura cellulare 3D siano relativamente nuovi ed emergenti, il potenziale delle colture cellulari 3D sta promettendo. La loro capacità di ricapitolare esattamente in vivo l'ambiente delle cellule rende loro il metodo della scelta preferito nella regolazione della ricerca e clinica.

Sorgenti

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). Gestendo il Microenvironment cellulare in vitro. News-Medical. Retrieved on June 25, 2021 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Controlling-the-Cellular-Microenvironment-in-vitro.aspx.

  • MLA

    Aliouche, Hidaya. "Gestendo il Microenvironment cellulare in vitro". News-Medical. 25 June 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Controlling-the-Cellular-Microenvironment-in-vitro.aspx>.

  • Chicago

    Aliouche, Hidaya. "Gestendo il Microenvironment cellulare in vitro". News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Controlling-the-Cellular-Microenvironment-in-vitro.aspx. (accessed June 25, 2021).

  • Harvard

    Aliouche, Hidaya. 2019. Gestendo il Microenvironment cellulare in vitro. News-Medical, viewed 25 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.