基于多糖的水凝作为3D多细胞瘤球形形成的多功能支持矩阵
Boonya Thongrom1, Peng Tang1, Smriti Arora1
1Institute for Chemistry and Biochemistry, Freie Universität Berlin, Takustr. 3, 14195 Berlin, Germany.
Gels (Basel, Switzerland)
|December 22, 2023
概括
这项研究开发了一种可调节,不可降解的水凝,用于3D癌细胞培养. 该平台成功地从多种癌细胞系中创建了多细胞瘤球体 (MCTS),证明了其在生理相关的微环境中研究癌细胞行为的潜力.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 癌症生物学 癌症生物学
- 细胞机械生物学 细胞机械生物学
背景情况:
- 三维 (3D) 细胞培养模型对于模拟体内生理条件至关重要,超越了传统的二维培养.
- 细胞机械感知,细胞对机械线索 (如性) 的反应过程,显著影响癌细胞行为和恶性瘤.
- 开发能够调节机械性质的仿生支架对于理解癌细胞对微环境刺激的反应至关重要.
研究的目的:
- 为设计一种不可降解,可调节的水凝支架,用于各种癌症细胞系的3D培养.
- 在这个3D水凝环境中研究多细胞瘤球体 (MCTS) 的形成和特征.
- 评估水凝对长期癌细胞生长和球状体发育的稳定性和适用性.
主要方法:
- 利用醇-迈克尔点击反应,从烯酸功能化树突性多糖醇 (dPG) 和醇功能化四臂聚乙烯糖醇 (PEG) 合成一种不可降解的水凝.
- 调整了水凝的风湿性,以达到约1kPa的刚度,这是细胞生长的最佳条件.
- 在3D水凝网络中封装了各种癌细胞系 (MCF-7,HT-29,HeLa,A549,BT-474,SK-BR-3),用于在位培养和球形形成.
主要成果:
- 在3D水凝中成功形成稳定的多细胞瘤球体 (MCTSs) 对所有测试的癌症细胞系.
- 使用光和共聚焦显微镜对生长的瘤进行了表征,在25天后观察到平均尺寸约为150微米.
- 证明了水凝的不可降解性质和长期稳定性,在生理条件下2个月后没有观察到显著的胀变化.
结论:
- 开发的dPG-PEG水凝平台对多个癌症细胞系的3D培养具有多功能和有效性,有助于形成稳定的MCTS.
- 水凝的可调节的机械特性和不可降解的性质使其成为研究癌细胞行为和在生理学上相关的背景下对机械刺激的反应的有希望的工具.
- 这种3D细胞培养系统为推进癌症研究,药物查和了解瘤微环境动态提供了有价值的模型.
