- MI-vel fordítva
Állandó kezdőfeltételek 3D-sejtkultúra módszerekhez: Egyedülálló platform lehetővé teszi akár 9.000 egységes és méretkontrollált szfäroid tenyésztését
Regeneratív orvoslás és őssejt-kutatás - Nincs szükség a lemez előkezelésére és centrifugálására az ültetés után
A kész SP5D használata különösen felhasználóbarát, így a platform kezelése gyorsan elsajátítható: A tenyésztéshez nincs szükség előkezelésre. A médiumcsere szintén nagyon kényelmes a egyszerű pipettázás révén. (Forrás: Kugelmeiers Ltd.)
Az SP5D és szabadalmaztatott geometriájával lehetőség nyílik egy nagy számú egységes szféroid – akár 9 000 darab egyetlen lemezen – tenyésztésére. Egy SP5D-n tizenkét gödör található, mindegyikben 750 mikrogödörrel, ami nagyon magas hozamot biztosít. (Forrás: Kugelmeiers Ltd.)
SP5D jelentése „Spherical Plate 5D”: A név a lemezen növő sejtcsoport háromdimenziós szerkezetére utal, a tenyésztéshez szükséges időre, mint negyedik dimenzióra, valamint az úgynevezett sejtek közötti kommunikációra, mint ötödik dimenzióra. (Forrás: Kugelmeiers Ltd.)
A sejtek csúsznak a négyzet alakú „piramislyukakba“ lekerekített csúccsal, így minden alkalommal ugyanolyan méretű gömböket képeznek. Ez az elrendezés váz nélküli, szabályos klaszterképződést eredményez, így az aggregátum mindig a mikromedence (ágyás) egyedi közepén marad. (Forrás: Kugelmeiers Ltd.)
A sejtek csúsznak a négyzet alakú „piramis lyukakba” ívelt csúccsal, így minden alkalommal ugyanolyan méretű gömböket képeznek. Ez a felépítés váz nélküli, szabályos klaszterképződést eredményez, így az aggregátum mindig a mikroárok (mélyedés) közepén marad. (Forrás: Kugelmeiers Ltd.)
Az egyes mélyedések speciális szöge lehetővé teszi, hogy a sejtek egységes számban süllyedjenek, így nem szükséges további centrifugálás. A speciális nanóbevonat megakadályozza a fehérjemaradványok tapadását, és biztosítja a tiszta csúszást. (Forrás: Kugelmeiers Ltd.)
„Az emberi testben a sejtek sejtcsoportokban és szervekben szerveződnek, azaz háromdimenzióban növekednek, és nem egyszerűen laposak” – magyarázza Cordula Böttger, az alkalmazástechnikai szakértő a Life Science területén a Heidolph Instruments GmbH & Co. KG-nál. „Egy 3D-s sejtkultúrával mesterséges környezet hozható létre, amelyben a sejtek mindhárom dimenzióban növekedhetnek és kölcsönhatásba léphetnek a környezetükkel. Ezáltal viselkedésük sokkal inkább hasonlít a test valódi körülményeihez, ami klinikailag relevánsabb eredményeket tesz lehetővé.” (Forrás: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)
3D-sejtkultúra kísérletek lehetővé teszik a növekedés szimulációját, amely közelebb áll az emberi testben zajló folyamatokhoz. Ezért különösen az élet tudományában egyre nagyobb jelentőséggel bírnak. Azonban sok lemeztervezés korlátozott a reprodukálhatóság vagy a maximális tenyésztett sejtcsoportok száma tekintetében egy kísérlet során. Ennek eredményeként a 3D-sejtkultúra sok laboratórium számára idő- és költségigényes. Ezért a Heidolph Instruments GmbH & Co. KG partnerével együttműködve a Kugelmeiers Ltd. kifejlesztette az SP5D-sejtkultúra lemezt, amely ezeket a korlátokat nélkülözi. Az 5D-elv ötvözi a három térbeli dimenziót az idő és a sejtek közötti kommunikáció tényezőivel: A speciális kialakítás lehetővé teszi akár 9.000 azonos méretű csoport kontrollált, gyors tenyésztését egy lemezen, ami nagyobb hozamot tesz lehetővé egy ciklus során. Az SP5D közvetlenül használatra kész; a lemez előkezelése és a szárítás után történő centrifugálás nem szükséges. A szabadalmaztatott geometriának és a klinikai szintű, nem fouling bevonatnak köszönhetően egységes növekedés biztosított, így az eredmények különösen pontosak és magasabb reprodukálhatóságot mutatnak. Már sikeresen tenyésztettek számos sejttípust a lemezen, köztük emberi sziget- és embrionális őssejteket, valamint egérőssejteket.
A sejtek háromdimenziós térben történő kultiválása egyre inkább a standardméretté válik sok laboratóriumban – különösen a őssejt-kutatás vagy a regeneratív orvoslás területén. „Az emberi testben a sejtek sejtkötőszövetekben és szervekben szerveződnek, azaz háromdimenzióban növekednek, és nem egyszerűen laposan” – magyarázza Cordula Böttger, az alkalmazási szakértő a Life Science területén a Heidolph Instruments GmbH & Co. KG-nál. „Egy 3D-sejtkultúrával mesterséges környezet hozható létre, ahol a sejtek mindhárom dimenzióban növekedhetnek és kölcsönhatásba léphetnek környezetükkel. Ezáltal viselkedésük sokkal közelebb áll a testben lévő feltételekhez, ami klinikailag relevánsabb eredményeket tesz lehetővé.” Ideális esetben a kutatás translációs módon végezhető, így az eredmények gyorsabban fordíthatók terápiás intézkedésekké, mint eddig.
Azonban sok 3D-sejtkultúra lemez korlátozott a tenyésztett szféraoidok száma vagy egységessége tekintetében, ami a módszert kevésbé gazdaságossá teszi a laboratóriumok számára, annak ellenére, hogy előnyökkel jár. Emellett alkalmazás közben számos szempontot figyelembe kell venni: A hordozóanyag olyan kell, hogy a szféraoidok ne nőjenek túl nagyra, különben oxigénhiány miatt elpusztulnának a hiányzó vérerek miatt. A sejtek közötti kölcsönhatás a növekedési szakaszban csak egymással történjen, hogy elkerüljük a kontrollálatlan sejtdifferenciálódást a hibás jelek miatt. Ezért az volt a cél, hogy biztonságos lemeztervet fejlesszenek ki, amely kiküszöböli ezeket a kockázatokat, miközben rugalmas skálázhatóságot és egyszerű kezelhetőséget biztosít. Az SP5D és szabadalmaztatott geometriája lehetővé teszi, hogy akár 9.000 egységes szféraoidot tenyésszenek egyetlen lemezen. Ez a kialakítás 400-szor helytakarékosabb, mint a jelenleg elterjedt 3D-gyűrűs csepp technológia. A platform úgy van kialakítva, hogy növelje a következő kísérletek reprodukálhatóságát, mivel a növekvő sejtcsoportok kis varianciája miatt mindig azonos kiindulási feltételek mellett indulnak a kísérletek.
Háromdimenziós geometrian körülöblített alappal
„A SP5D elnevezés a „Sphericalplate 5D”-t jelenti, ahol az 5D az összesen öt részt vevő dimenzióra utal” – magyarázza Böttger. „Ezek a három dimenziós szerkezetből állnak, amelyben a növő sejtcsoportok találhatók, a szükséges idő, mint negyedik dimenzió, amely a nagyobb hozam és az egyszerűbb alkalmazás érdekében csökkent, valamint a sejtek közötti kommunikáció, mint ötödik dimenzió, amely a fiziológiailag helyes sejtkörnyezethez szükséges, és megakadályozza a nem kívánt jeleket.” Ez az összhang többek között a lemez mikrowelláinak szabadalmaztatott geometriájával érhető el. Az elvet leegyszerűsítve így lehet bemutatni: A sejtek a négyzet alakú, körülöblített „piramis-ágyakba” csúsznak, így mindig azonos méretű gömböket képeznek. Ez a felépítés rögzítés nélküli, szabályos csoportosulást eredményez, így a halmaz vagy a sejtkorong mindig a mikromedence közepén marad. Ez más tervek esetében gyakran nem lehetséges, és megnehezíti az azonos csoportosulást.
SP5D – a laboratóriumi mindennapokra és a translációs orvoslásra optimalizálva
A kész SP5D használata különösen felhasználóbarát, így a platform kezelése gyorsan elsajátítható: A tenyésztéshez nincs szükség előkezelésre, időigényes bevonási folyamatok kihagyhatók. A médiumcsere is nagyon kényelmes az egyszerű pipettázás révén, mivel a mikrowellák magassága úgy lett kialakítva, hogy a sejtcsoportokat visszatartsa. Így egyetlen pipettázási mozdulattal 750 sejtcsoport szállítható, ami százszor gyorsabb, mint az egyes szféraoid platformok esetében. A szedés is gyorsan történik: mivel a sejtek nem tapadnak a felülethez, a szféraoidok „szabadon lebegnek”, és könnyen elválaszthatók pipettázással az SP5D-ből. Emellett a platform kompatibilis a szabványos automatizálási egységekkel, így a 3D-sejtkultúra könnyebben integrálható meglévő laboratóriumi folyamatokba. A COC (cikloolefin-polimer) anyagú lemezek kiválasztása biztosítja a valós idejű képalkotást minimális háttérzaj mellett.
A magas szintű szabványosítás és megbízhatóság miatt az SP5D ideális a nagy kutatóintézetek számára, amelyek sokféle sejtvonalat és ko-kultúrás rendszert alkalmaznak. Néhány ígéretes alkalmazás, ahol az SP5D már sikeresen használatos, az in vivo alkalmazások és a translációs kutatás. Az SP5D sok teret biztosít a felfedezésekhez, valamint a kiváló minőségű kutatási anyagok tenyésztéséhez a későbbi folyamatok számára. Ez például a rák- és őssejtkutatás esetében jól látható: „Sok ráktípus őssejtekből származik, és platformunk felhasználható lehet a ráksejtek környezetének modellezésére – beleértve a sejtsignálátvitelt és a fiziológiát. Így például össze lehet hasonlítani a kemoterápiás szereket, és meghatározni a leghatékonyabb kezelést a beteg számára” – összegzi Böttger a translációs hasznot az SP5D esetében.
Heidolph Instruments GmbH & Co.KG
93309 Kelheim
Németország
