Szervezetünk sejtjei természetesen nem sík, hanem háromdimenziós környezetben működnek, az eddigi sejttenyészetek mégis inkább lapos felületen vizsgálták a szövetek viselkedését. Ez volt ugyanis az egyszerűbb eljárás, és bár a kétdimenziós sejtkultúrák tenyésztése is sok információt adott, a sejt valódi környezete elveszett a preparálás során. Jennifer Barrila és munkatársai új áttekintő tanulmányukban azokat a módszereket mutatják be, amelyekkel már a sejt valódi, háromdimenziós környezetének reprodukálása is megoldható.
"Ha például tűvel veszünk mintát egy szövetből, és a kapott sejteket egy sima üveglapon kezdjük el tenyészteni, akkor a sejtek egy sor olyan tulajdonságukat elveszítik, amelyekkel a szervezetben még rendelkeztek. Az általunk áttekintett új eljárások célja, hogy az eredeti környezetet minél élethűbben sikerüljön megőrizni. Mindez lehetővé teszi, hogy nyomon kövessük a kórokozók valódi viselkedését egy-egy szövettípus megfertőzésekor, de abban is segít, hogy az alapkutatások eredményeit minél gyorsabban átültethessük a klinikai gyakorlatba. Jó példa erre a különféle gyógyszerjelöltek tesztelése: ha a 3D-s sejttenyészetben végzett kísérletek előre megmondják nekünk, hogy egy hatóanyag nem lesz megfelelő, akkor ezekkel már eleve felesleges a klinikai próbák keretei között próbálkozni" - mondja Cheryl Nickerson, a cikk vezető szerzője.
Balra az idegszövet, jobbra pedig a vékonybélből vett szövet háromdimenziós sejtkultúráinak mikroszkópos képei láthatóak
A szerzők kiemelten foglalkoznak azzal a módszerrel, amelyet a NASA szakemberei dolgoztak ki. Az egyik legígéretesebbnek tekintett eljárást eredetileg azért fejlesztették ki, hogy megnézzék, miként viselkednek a sejtek olyan környezetben, ahol a földi gravitációnál csak kisebb tömegvonzás van jelen. Ennek során egy forgó szerkezetbe teszik a sejteket, amelyben a sejtek számára létfontosságú tápanyagok is megtalálhatóak. Ebben a bioreaktorban - a forgó mozgásnak köszönhetően - egyenletes eloszlásban ülepednek le a sejtek. A tenyésztés során a sejteket apró méretű gyöngyökhöz kötik, ami lehetővé teszi, hogy három dimenzióban figyeljék meg a sejtek belsejében zajló kémiai és molekuláris változásokat. Mindez már igen hasonló ahhoz, ami a valódi, élő szövetekben is lezajlik - írja az Arizona State University sajtóközleménye.
Nickerson és kollégái az utóbbi években maguk is több háromdimenziós sejtkultúrát használó kísérletet végeztek. Ezek közé tartozott a különféle kórokozók fertőzési mechanizmusainak alapos vizsgálata. Megnézték például, hogy miként zajlik le egy Salmonella-fertőzés a vékonybélből vett 3D-s szövetmintában, és kipróbálták ugyanezt a gyomorbántalmakat okozó norovírusokkal is. A tüdő szöveteiben egy bakteriális kórokozó, a Pseudomonas aeruginosa fertőzési mechanizmusát elemezték. Hasonló sejtkultúrákat nemcsak a tüdő és a bél, hanem a méhlepény, az idegszövetek és a vagina belső felszínét borító hámszövet felhasználásával is létrehoztak a kutatók.
Forrás: Nature Reviews Microbiology