3D-Zellkulturmodelle

Gewebe zeichnen sich durch eine dreidimensionale Organisation aus. Sie bestehen aus Gewebsflüssigkeit und verschiedenen Zelltypen einschließlich ihrer extrazellulären Matrix. Sie sind biochemisch und mechanisch genau aufeinander abgestimmt. Das ist wichtig bei der Nachbildung gewebeanaloger 3D-Strukturen, um diese möglichst adäquat im Disease Modeling und Tissue Engineering anwenden zu können.

Das iba verfolgt hierfür zwei Strategien:

3D-Scaffolds bieten die Möglichkeit, Zellen in einer artifiziellen dreidimensional mikrostrukturierten Umgebung kultivieren zu können.

Trägerlose 3D-Zellkulturmodelle sind üblicherweise als Zellsphäroide konzipiert. Verwendet wird aber auch Biopsiematerial in Form von „ex vivo“-Modellen. Um mit 3D-Zellkulturmodellen arbeiten zu können, werden im iba verschiedene Zelltypen kultiviert, die einen dreidimensionalen Zellverband bilden. Innerhalb der 3D-Zellkulturmodelle finden Interaktionen zwischen den Zellen statt (vergleichbar mit natürlichem Gewebe). Das entspricht einem funktionalen Mikrogewebe/Mikroorgan (Organoid). Diese Zellkulturen werden besonders in der Tumorforschung eingesetzt, um therapeutische Effekte von Wirkstoffen und diagnostische Fragestellungen anhand eines tumoranalogen Modells im Labor erkennen zu können. Die Untersuchungen werden mit „High-Throughput“-Verfahren (Tropfen- und Microplate-basierte Technologien) und „High-Content“-Verfahren (Zellanalytik, Zellkultivierungen mit Perfusionstechnologien) durchgeführt und sind schnell und kosteneffizient.