Schon seit vielen Jahrzenten sind Säugetierzellen ein unverzichtbarer Bestandteil der Zellbiologie und werden in 2D Zellkulturen kultiviert. 2D Zellkulturen (Monolayer) von adhärenten Zellen haben lange Zeit das Verständnis für die Morphologie von Geweben, Krankheitsmechanismen, Arzneimittelforschung, Tissue Engineering und der regenerativen Medizin vorangetrieben; jedoch konnten damit keine in vivo-ähnlichen Zustände erzeugt werden. Im Organismus ordnen sich die Zellen räumlich an einem komplexen dreidimensionalen Gitter, der Extrazellulären Matrix (ECM) an. Sie kommunizieren über biochemische und mechanische Signale sowohl miteinander, als auch mit der ECM. Dieses dreidimensionale Netzwerk hält die Spezifität und Homöostase von Geweben aufrecht. 2D Zellkulturen fehlen diese Eigenschaften und daher kommt es immer wieder zu Einschränkungen im Bereich der Zellmorphologie, der Lebensfähigkeit der Zellen, der Proliferation und Differenzierung, der Gen- und Proteinexpression, des Arzneimittelmetabolismus und generellen Zellfunktionen. Dies zeigt sich besonders in Toxizitätsstudien und Studien für Krebsmedikamente. Hierbei erzielen 90% der in der 2D Zellkultur getesteten Medikamente nicht die gewünschte Wirkung bzw. Sicherheit. Anhand von Tierversuchen stellte sich heraus, dass diese ebenfalls nicht repräsentativ sind.
2D
3D
Es wurde eine Vielzahl an verschiedenen Materialien und Herstellungstechniken entwickelt, um den Anforderungen und physikalischen und chemischen Charakteristika der verschiedenen Zelltypen des Organismus gerecht zu werden.
Adhärente Zellen haben die Tendenz sich zusammenzuballen und sogenannte Sphäroide zu bilden. Einige Beispiele von Sphäroiden sind zum Beispiel: Embryoid bodies, Mammosphäroide, Tumorsphäroide, Hepatosphäroide und Neurosphäroide.
Corning Spheroid Microplates sind multiple Well-Zellkulturplatten mit lichtundurchlässigen Seitenwänden und lichtdurchlässigem Rundboden. Dieser Rundboden ermöglicht, im Gegensatz zu einem flachen Boden, das Wachstum von einzelnen gleichmäßig geformten Sphäroiden in der Mitte eines jeden Wells. Die lichtundurchlässigen Seitenwände minimieren well-to-well crosstalk und Hintergrundfluoreszenz beziehungsweise -lumineszenz. Ein Zelltransfer zur Kultivierung und Testung ist nicht notwendig, da die Sphäroide in einer Platte erzeugt, kultiviert und getestet werden können. Die Corning Ultra Low Attachment Oberfläche an der Innenseite des Bodens der Platte ist hydrophil, nicht-zytotoxisch und biologisch inaktiv. Die besondere Form der Platte ermöglicht eine hohe Reproduzierbarkeit des Zellwachstums. Corning Spheroid Microplates sind im 96-well (Maximales Arbeitsvolumen: 300ml) und 384-well (maximales Arbeitsvolumen: 90ml) Format erhältlich. Spezielles Handling und spezielle Lagerung sind nicht nötig.
Corning Matrigel Matrix ist eine rekonstruierte Basalmembran, extrahiert aus dem Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) Maus Sarkom. Es findet vor allem für Angiogenese und Tumorgenese Modelle Anwendung. Durch Überprüfungen, wie zum Beispiel der Endprodukte mittels PCR wird garantiert, dass das Matrigel zertifiziert Laktose Dehydrogenase/Laktat Dehydrogenase (LDEV/LDHV) frei ist. Der EHS Tumor ist reich an extrazellulären Matrixproteinen, die bei Raumtemperatur polymerisieren und somit eine biologisch aktive Membran bilden, die einer natürlichen Basalmembran sehr ähnelt.
Corning Matrigel Matrix enthält folgende Bestandteile:
Tipps für die Verwendung:
Für mehr Informationen: http://www.corning.com/emea/de/products/life-sciences/products/surfaces/matrigel-matrix.html
Dieser Assay kombiniert eine für die Sphäroidbildung geeignete Matrix mit einer Sphäroidplatte. Durch die verminderte Diffusion auf Grund der vielschichtigen Zellen, wird ein phsyiologischer Gradient für Nährstoffe, Sauerstoff, Kataboliten und den pH-Wert aufgebaut. Dieser Gradient sorgt auch dafür, dass eine heterogene Zellpopulation mit proliferierenden Zellen an der Oberfläche, ruhenden Intermediärzellen und nekrotischen Zellen in der Mitte des Sphäroids, entsprechend eines avaskulären Tumors, entsteht. Die Viabilität und Proliferation der Zellen kann anschließend gefärbt und mit einem Cell Imaging System analysiert werden; es werden 2 unterschiedliche Assays, kolorimetrisch und fluoreszenzbasiert, angeboten.
Der Assay enthält eine 3D Zellkultur qualifizierte 96 well Sphäroidplatte und eine spezielle Extrazelluläre Matrix (ECM). Die Sphäroide sind in dieser ECM, die sich aus Proteinen der Basalmembran zusammensetzt, eingebettet und die invasiven Zellen beginnen in diesem Hydrogel-Netzwerk umherzuwandern. Zu diesem Zeitpunkt können invasionsmodulierende Reagenzien hinzugefügt werden und die Zellen mittels Mikroskop und/oder mit einer Cell Imaging Software analysiert werden.
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