3D-Sphäroidmodelle
Fortgeschrittene 3D-Zellkultur mit dem CERO 3D Incubator & Bioreactor
Der CERO 3D Incubator and Bioreactor verändert die 3D-Zellkultur grundlegend: Er ermöglicht langlebige, physiologisch aussagekräftige Modelle, die die Grenzen herkömmlicher 2D-Systeme überwinden. Mit außerordentlich stabiler Kultur und hoher Sphäroidqualität eröffnet CERO 3D neue Möglichkeiten in der Krebsforschung, der Virologie, der Angiogeneseforschung, der Toxikologie und der Entwicklung neuer Therapien.
Die wichtigsten Vorteile:
- Keine Nekrose, keine Apoptose
- Vitalität erhalten über > 80 Tage
- Bessere Reifung der Zellen
- Anhaltende Proliferation über lange Zeit
- Sehr gleichmäßige Sphäroide
- Hervorragende Zellausbeute
CERO 3D macht aufwendige Langzeitversuche machbar und gibt tiefen Einblick in Krankheitsmechanismen und das Ansprechen auf Therapien.
Krebsforschung: neue Einblicke in die Mechanismen
CERO 3D ermöglicht besonders naturgetreue Tumorsphäroid-Modelle für die eingehende Analyse von Signalwegen.
Ein Beispiel: Bei Eierstockkrebs hat CERO 3D Untersuchungen zu Überlebens- und Proliferationsmechanismen unterstützt, die von Lysophosphatidsäure angetrieben werden – wertvolle Daten für mögliche Angriffspunkte einer Therapie.
Quelle: Zhao et al. (2022) Lysophosphatidic acid suppresses apoptosis of high-grade serous ovarian cancer cells by inducing autophagy activity and promotes cell-cycle progression via EGFR-PI3K/Aurora-AThr288-geminin dual signaling pathways, Front Pharmacol. 2022; 13: 1046269
3D-Sphäroidmodelle für die Hepatitisvirus-Forschung
Dieses Beispiel zeigt Sphäroide aus HepG2-Zellen (einer Hepatozyten-Zelllinie), die mehr als 80 Tage im CERO 3D kultiviert wurden:
In-vitro-Modelle für Angiogenese-Erkrankungen
Diese Untersuchung nutzt die Möglichkeiten vonCERO 3D, um ein In-vitro-Modell der HHT2 zu schaffen – eine leistungsfähige Grundlage, um Angiogenese-Erkrankungen zu untersuchen. Indem iPSC mit einem CRISPR/Cas9-vermittelten ACVRL1-Knockout kultiviert und differenziert werden, lassen sich die molekularen Mechanismen hinter HHT2 verstehen und neue Therapieansätze möglicherweise schneller entwickeln.
Einleitung der endothelialen Differenzierung in Embryoid Bodies (EB). Gezeigt sind konfokalmikroskopische Aufnahmen von (A) ACVRL1wt/wt- und (B) ACVRL1wt/mut-EB, die das Auftreten CD31-positiver Zellen nach endothelialer Induktion belegen. Phalloidin hebt das F-Aktin-Zytoskelett (filamentöses Aktin) hervor, DAPI färbt den Zellkern. (C, D) Färbung der EB mit einem Antikörper gegen glattmuskuläres Aktin, um mögliche Perizytenstrukturen nachzuweisen.
Quelle: Xiang-Tischhauser et al. (2023) Generation of a Syngeneic
Heterozygous ACVRL1(wt/mut) Knockout iPS Cell Line for the In Vitro Study of
HHT2-Associated Angiogenesis, Cells. 2023 Jun; 12(12):
1600.
Neuartiges 3D-Tumormodell für die Wirkstoffprüfung mit Nanopartikeln
Mit demCERO 3D Incubator & Bioreactorwurden Tumorsphäroide aus der humanen Darmkrebs-Zelllinie HT29-MTX-E12 erzeugt. Daraus entstand ein mikrofluidisches 3D-Tumorsphäroidmodell des Darms, mit dem sich funktionalisierte Nanopartikel und ihr Durchtritt durch eine Schleimschicht prüfen lassen. Das Modell dient dazu, nanopartikuläre Wirkstoffträger zu bewerten – mit Blick darauf, die orale Gabe von Wirkstoffen durch bessere Bioverfügbarkeit und Zielgenauigkeit zu verbessern.
„Charakterisierung der 3D-Tumorsphäroide aus der Zelllinie HT29-MTX-E12. A) Lebend-tot-Färbung: gleichzeitige Fluoreszenzfärbung lebender (Calcein-AM, grün) und toter Zellen (Propidiumiodid (PI), rot). B) Histologisch gefärbtes Sphäroid: Kernechtrot – Zellkern; Alcianblau – saure Mukosubstanzen und Muzine. C) Rasterelektronenmikroskopie eines Sphäroids und D) rasterelektronenmikroskopische Darstellung der Mikrovilli an der Oberfläche.“
Quelle: Elberskirch et al. (2021) Microfluidic 3D intestine tumor spheroid model for efficient in vitro investigation of nanoparticular formulations, Journal of Drug Delivery Science and Technology 63 (2021) 102496
Fortschritt bei der Herstellung: Myogene Sphäroide
Der CERO 3D Incubator and Bioreactor erzeugt gerüstfreie Myosphären. Die Untersuchung vergleicht Sphäroide aus primären Schweinemuskelzellen mit solchen aus C2C12-Zellen und betrachtet dabei Unterschiede in Morphologie, Wachstumskennzahlen, Markerexpression und myogenem Potenzial. Dieser Vergleich gibt wertvollen Aufschluss darüber, wie sich myogene Sphäroide für verschiedene Anwendungen herstellen und entwickeln lassen.
Quelle: Stange et al. (2022) Preparation of Spheroids from Primary Pig Cells in a Mid-Scale Bioreactor Retaining Their Myogenic Potential, Cells. 2022 May; 11(9): 1453.
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