Zweidimensionale Monolayerkulturen (eine Zellschicht mit vielen Zellen nebeneinander) können physiologisches Gewebe nur begrenzt nachbilden und liefern oft Ergebnisse mit beschränkter Aussagekraft. Die Entwicklung und Etablierung von 3D-Zellkulturtechniken ist ein großer Innovationsschritt. Somit wird das künstliche In-vitro-Testsystem vergleichbarer zu einer In-vivo-Studie am lebenden Organismus. Die physiologische Relevanz steigt.
Um eine 3D-Zellkultur anzulegen, gibt es heute verschiedene Optionen: zellabweisende Oberflächen mit rundem Boden, Hydrogele oder auch gerüstbasierte Methoden. Für eine schnelle Etablierung von 3D-Zellkulturen in Laboren werden jedoch Werkzeuge benötigt, die es ermöglichen, 3D-Zellkulturen mit in der Routine bewährten 2D-Zellkultur-Arbeitsabläufen durchzuführen.
Magnetisierung von Zellen
Bringt man biokompatible Materialien wie Nanopartikel aus magnetischem Eisen, Poly-L-Lysin und Gold in Zellen ein, werden diese magnetisch und können ausgerichtet werden. Sie können dann mithilfe schwacher magnetischer Kräfte einfach und schnell zu strukturell und biologisch repräsentativen In-vitro-3D-Modellen zusammengeführt werden. Das M3D-System überwindet durch die Nutzung der magnetischen Kräfte die Grenzen anderer Plattformen, indem es die reproduzierbare und in der Größe skalierbare Bildung von dreidimensionalen Organmodellen sowie deren Handhabung unter anderem in Hochdurchsatz-Screenings ohne Beschränkung auf einen Zelltyp ermöglicht.
Ein vielversprechender Ansatz
Werden 3D-Zellkulturen bei In-vitro-Screening-Assays gemeinsam mit etablierten biochemischen Testmethoden angewandt, kann die Wirkstoffsuche in der präklinischen Arzneimittelentwicklung verbessert werden. Ein weiteres Plus: Für die Messung der Toxizität von Wirkstoffkandidaten wird die Zahl der Tierversuche reduziert.