TY - JOUR

T1 - Оптимизация подходов к формированию гетерогенных трёхмерных моделей рака молочной железы

AU - Abdurakhmanova, Mariya M.

AU - Ermakov, Mikhail S.

AU - Richter, Vladimir A.

AU - Koval, Olga A.

AU - Nushtaeva, Anna A.

N1 - Оптимизация подходов к формированию гетерогенных трёхмерных моделей рака молочной железы / М. М. Абдурахманова, М. С. Ермаков, В. А. Рихтер [и др.] // Гены и Клетки. – 2022. – Т. 17, № 4. – С. 91-103. – DOI 10.23868/gc425244. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 20-74-10039).

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Обоснование. Сфероиды представляют собой самоорганизованные кластеры-колонии клеток с тканеподобной архитектоникой. Процесс формирования сфероидов и последующие манипуляции с ними, позволяющие сохранять трёхмерную структуру таких клеточных моделей, методологически сложны для воспроизводства. Это связано с составом и объёмом питательной среды, продолжительностью культивирования и, что наиболее важно, клеточными взаимодействиями с субстратом для культивирования. В настоящее время для оптимизации условий культивирования клеток в 3D-модели применяют различные матриксы и каркасы: от простых гидрогелей до сложных природных и синтетических композитов.Цель исследования — сравнительный анализ формирования гомогенных (3D) и гетерогенных (3D-2) сфероидов из опухолевых и (или) стромальных клеток рака молочной железы с применением простых гидрогелей, таких как агароза, желатин и Matrigel™, а также при использовании культурального пластика с низкими адгезивными свойствами.Материалы и методы. В качестве моделей были выбраны линии опухолевых клеток рака молочной железы MCF7, MDA-MB-231 и SK-BR-3 и линии стромальных фибробластов BrC4f, BrC120f и BN120f. Сфероиды получали на подложке из простых гидрогелей или при культивировании на низкоадгезивном пластике. Процессы формирования и роста сфероидов, а также «раздавленные препараты» визуализировали с помощью флуоресцентного инвертированного микроскопа Nikon серии Eclipse Ti-S (Nikon, Япония).Результаты. Показано, что гидрогель на основе желатина не подходит в качестве субстрата для получения 3D- и 3D-2-структур рака молочной железы ни для одной из исследуемых в работе культур клеток. Один тип подложки не позволяет получить весь спектр опухолевых, стромальных и гетерогенных 3D-структур: для сфероидов из фибробластов больше подходит подложка из агарозы, а для опухолевых клеток — Matrigel™; применение низкоадгезивных планшетов Nunclon™ Sphera™ предпочтительно для культивирования 3D-2-сфероидов. Оптимизация методологии работ со сфероидами показала, что применение охлаждённого пластика и растворов является технологическим преимуществом при работе со сфероидами, растущими в отсутствие гидрогелей.Заключение. Предложенные подходы для формирования и гомогенных (3D), и гетерогенных (3D-2) сфероидов из опухолевых и (или) стромальных клеток рака молочной железы представляют собой обобщённое руководство по наиболее эффективному способу получения сфероидов различного клеточного состава.

AB - Обоснование. Сфероиды представляют собой самоорганизованные кластеры-колонии клеток с тканеподобной архитектоникой. Процесс формирования сфероидов и последующие манипуляции с ними, позволяющие сохранять трёхмерную структуру таких клеточных моделей, методологически сложны для воспроизводства. Это связано с составом и объёмом питательной среды, продолжительностью культивирования и, что наиболее важно, клеточными взаимодействиями с субстратом для культивирования. В настоящее время для оптимизации условий культивирования клеток в 3D-модели применяют различные матриксы и каркасы: от простых гидрогелей до сложных природных и синтетических композитов.Цель исследования — сравнительный анализ формирования гомогенных (3D) и гетерогенных (3D-2) сфероидов из опухолевых и (или) стромальных клеток рака молочной железы с применением простых гидрогелей, таких как агароза, желатин и Matrigel™, а также при использовании культурального пластика с низкими адгезивными свойствами.Материалы и методы. В качестве моделей были выбраны линии опухолевых клеток рака молочной железы MCF7, MDA-MB-231 и SK-BR-3 и линии стромальных фибробластов BrC4f, BrC120f и BN120f. Сфероиды получали на подложке из простых гидрогелей или при культивировании на низкоадгезивном пластике. Процессы формирования и роста сфероидов, а также «раздавленные препараты» визуализировали с помощью флуоресцентного инвертированного микроскопа Nikon серии Eclipse Ti-S (Nikon, Япония).Результаты. Показано, что гидрогель на основе желатина не подходит в качестве субстрата для получения 3D- и 3D-2-структур рака молочной железы ни для одной из исследуемых в работе культур клеток. Один тип подложки не позволяет получить весь спектр опухолевых, стромальных и гетерогенных 3D-структур: для сфероидов из фибробластов больше подходит подложка из агарозы, а для опухолевых клеток — Matrigel™; применение низкоадгезивных планшетов Nunclon™ Sphera™ предпочтительно для культивирования 3D-2-сфероидов. Оптимизация методологии работ со сфероидами показала, что применение охлаждённого пластика и растворов является технологическим преимуществом при работе со сфероидами, растущими в отсутствие гидрогелей.Заключение. Предложенные подходы для формирования и гомогенных (3D), и гетерогенных (3D-2) сфероидов из опухолевых и (или) стромальных клеток рака молочной железы представляют собой обобщённое руководство по наиболее эффективному способу получения сфероидов различного клеточного состава.

KW - 3D cultures

KW - breast cancer

KW - hydrogel

KW - preclinical models

KW - primary cell cultures

KW - spheroids

KW - stromal cells

KW - tumor cells

KW - гидрогель

KW - доклинические модели

KW - рак молочной железы

KW - опухолевые клетки

KW - стромальные клетки

KW - первичные культуры клеток

KW - 3D-культуры

KW - сфероиды

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/306c78ab-ba07-381b-80ce-22f3081157c3/

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=54208383

UR - https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85195274228&origin=inward

U2 - 10.23868/gc425244

DO - 10.23868/gc425244

M3 - статья

VL - 17

SP - 91

EP - 103

JO - Genes and Cells

JF - Genes and Cells

SN - 2313-1829

IS - 4

ER -