Abstrakt

3D-Kulturen sind ein besserer In-vivo -Prädiktor der Arzneimittelreaktion als 2D-Kulturen: Eine vergleichende Studie zu Wachstumsfaktoren

Priyadarshini N. Canning

Ziel: Beobachtung der Auswirkungen des basischen Fibroblasten-Wachstumsfaktors und des aus Gliazelllinien stammenden neurotrophen Faktors auf die 2D- und 3D-Kultur zur Bestimmung der Zellüberlebensrate, Zellproliferation und Insulinsekretionsfunktion von pankreatischen Betazell-(β-Zell-)Sphäroiden nach der Behandlung mit unterschiedlichen Dosen dieser Wachstumsfaktoren in vitro.

Design: BetaTC-6-Zellen, die in Monolayer- und Sphäroidkulturen kultiviert wurden, wurden mit drei verschiedenen Dosen FGF-2 (10, 100, 1000 ng/ml) und GDNF (100, 200, 400 ng/ml) behandelt. Ein zellbasierter WST-8-Test wurde verwendet, um die Proliferation und Überlebensrate der β-Zelle in beiden Kulturmodellen zu bestimmen. Insulin-ELISA wurde durchgeführt, um die Insulinsekretionsfunktion in vitro zu bestimmen.

Ergebnisse: Die mit der 2D-Kultur erzielten Ergebnisse unterscheiden sich deutlich von den mit der 3D-Kultur erzielten Ergebnissen. Sphäroide, die mit 500 und 1000 Zellen/Sphäroid ausgesät wurden, zeigten eine verbesserte Zellproliferation, wenn sie mit 10 ng/ml FGF-2 behandelt wurden. Dieselbe Dosis FGF-2 zeigte jedoch zytotoxische Effekte auf 2D500- und 2D1000-Kulturen. Mit GDNF behandelte S500-Sphäroide zeigten bei allen GDNF-Dosen eine hohe Zellproliferation. 2D500-Kulturen zeigten eine leichte Verbesserung der Zellproliferation bei 100 und 400 ng/ml, aber keine solche Verbesserung bei 200 ng/ml GDNF.

Schlussfolgerung: In letzter Zeit erfreuen sich 3D-Kulturmodelle in Studien wie der Arzneimittelforschung und -entwicklung zunehmender Beliebtheit, da sie die In-vivo-Umgebung recht genau nachahmen können. Diese Studie hat gezeigt, dass das 3D-Kulturmodell die In-vivo-Reaktion auf Wachstumsfaktoren besser vorhersagen kann als das 2D-Kulturmodell.