3D-Zellkultur: Übersicht und Neuigkeiten
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Auf dieser Seite versuchen wir eine Übersicht über die Grundlagen der 3D-Zellkultur von Zelllinien und primären Zellen zu geben. Es werden die Unterschiede zur klassischen 2D-Zellkultur erläutert und Beispiele für 3D-Modelle, Co-Kultur-Systeme und Anwendungsbereiche gegeben. Wenn sie mehr erfahren wollen, schauen Sie sich gerne unseren Kurs zur 3D-Zellkultur an. |
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Grundlagen der 3D-Zellkultur
Was ist 3D-Zellkultur und wie unterscheidet sie sich von 2D Zellkultur?
Die normale Standardzellkultur wird für adhärente (anhaftende) Zellen auf Flaschen, Schalen, Platten etc. durchgeführt. Hierdurch haben die Zellen in Kultur nur eine Oberfläche mit der sie Kontakt haben und die Nachbarzellen sind nur in 2 Ebenen (2D) neben den Zellen engeordnet. Diese Form nennt man auch Monolayer-Wachstum, da die Zellen in einer Lage auf der Oberfläche wachsen. In einem 3D-System haben die Zellen in allen 3 Ebenen Kontakte. Entweder nur zur Oberfläche oder zu Nachbarzellen rings herum.
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3D-Systeme werden erzeugt durch Kultur in/auf:
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Wie unterscheiden sich Zellen in 2D und 3D-Modellen?
2D und 3D-Kulturmodelle ergeben sehr unterschiedliche Zellen und Modelle. D.h. weder die Zellen noch die Ergebnisse sind wirklich vergleichbar. Die Übertragbarkeit auf Organismen oder Gewebe ist wahrscheinlich bei 3D-Modellen höher als bei 2D-Modellen, d.h. 3D-Modelle ergeben klinisch relevantere Ergebnisse. Manche Prozesse wie die wirkliche Differenzierung, Funktionalisierung oder Polarisierung lassen sich überhaupt nur in 3D-Modellen untersuchen. Folgende Merkmale und Eingenschaften der Zellen sind je in beiden Kultursystemen unterschiedlich:
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Vorteile und Nachteile der 2D- und 3D-Zellkultur?
Zusammenfassend kann man folgende Vorteile und Nachteile der beiden Modelltypen aufführen:
| 2D-Zellkultur | 3D-Zellkultur |
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3D-Zellkultur Modelle
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Zellen können auf verschiedene Arten in 3D kultiviert werden. Hier sind einige der wichtigsten Modell-Typen und Beispiele für spezielle 3D-Modelle aufgeführt:
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Spezielle Kultur-Materialien
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Um Zellen in 3D zu kultivieren, gbit es verschiedene Materialien und Hilfsmittel. Zu diesen gehören u.a.:
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Beispiele
Sphäroide können grob gesagt über drei Mechanismen hergestellt werden. Entweder platiert man sie auf hydrophoes Plastik, auf dem sie nicht adhärieren können, man platiert sie in hängenden Tropfen aus, in denen es nur oben eine Fläche gibt, aber die Zellen sinken nach unten oder man kauft ein spezielles Medium das die Zellen veranlasst auch in normalem Plastik Sphäroide zu bilden. Ein Beispiel mit speziellem hydrophobem Plastik von PHCbi (Spheroid culture) ist nachfolgend schematisch dargestellt.
