January 30th, 2014

Obi-Wan

К печати органов

post-184-1390562928
В статье “Rapid formation of multicellular spheroids in double-emulsion droplets with controllable microenvironment” (Scientific Reports, 3:3462, Hon Fai Chan из Университета Дьюка /США/ с соавторами), опубликованной в декабре 2013 года, была продемонстрирована возможность быстрого, всего порядка 150 минут, формирования компактных клеточных агрегатов (“сфероидов”) из отдельных клеток, помещаемых в микрокапли по технологии микрофлюидики.

Получение в качестве “кусочков ткани” клеточных сфероидов является одним из привлекательных направлений тканевой инженерии и трансплантологии. Благодаря пространственной структуре клеточные сфероиды гораздо лучше моделируют условия in vivo, в том числе прямые клеточные контакты, химические сигналы и взаимодействия клеток с внеклеточным матриксом, что обеспечивает для образующих сфероиды клеток лучшую жизнеспособность и сохранение фенотипа, который зачастую утрачивается в клеточной культуре.

Обычный подход к получению сфероидов подразумевает суспензионное культивирование клеток во флаконах-спиннерах, что достаточно просто, но приводит к гетерогенности размеров и, как следствие, гетерогенности дифференцировки, а также дает низкий выход. Получение клеточных сфероидов по технологии микрофлюидики позволяет получать внутри двойных капель (“вода-масло-вода”) многоклеточные сфероиды контролируемого размера в диапазоне от 50 до 80 мкм, а затем выделить их, действуя агентом, разрушающим эмульсию.

Инкапсуляция сфероидов в капли двойной эмульсии увеличивает жизнеспособность клеток по сравнению с обычной эмульсией (“вода в масле”) за счет лучшего обеспечения клеток кислородом. питательными веществами и ростовыми факторами, благодаря диффузии через гидрофобную оболочку. При помещении сфероида, выделенного из эмульсии, на плоскую подложку клетки обладают способностью прикрепляться к ней и распространяться, снова образуя прикрепленную клеточную культуру.

В качестве внутренней фазы двойной эмульсии можно использовать раствор гидрогеля, который после образования клеточных сфероидов инкапсулирует их в защитную гелевую оболочку. В описываемой работе использовали человеческие мезенхимальные стволовые клетки (hMSC) для получения сфероидов в альгинате и в альгинат-аргинин-глицин-аспартате (альгинат-RGD). Было показано, что клетки, образовавшие сфероиды в геле, формируют сложную пространственную сеть внеклеточного белкового матрикса, включающего коллаген I типа и ламинин, которая напоминает внеклеточный матрикс, наблюдаемый в тканях in vivo, а также обладают высокой способностью к остеогенной тканевой дифференцировке.

ЭТО С МОЛБИОЛ