موضوع مقاله: کشت سه‌بعدی سلول با شناوری مغناطیسی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # کشت سه‌بعدی سلول با شناوری مغناطیسی | مقدمه: مجموعه نانو ذرات مغناطیسی شامل نانوذرات اکسید آهن، نانوذرات طلا و پلیمرپلیلیسین است. | ## بخش 1: کشت سه‌بعدی سلول با شناوری مغناطیسی | اندازهٔ کشت سلولی 3D، از کشت ۵۰۰ سلول در یک ظرف تا میلیون‌ها سلول در سامانه‌های که حجم با عملکرد بالا متغیر است.Souza, GR و همکاران. هنگامی که کشت‌های مغناطیسی ایجاد می‌شوند، می‌توان آنها را به عنوان واحدهای ساختمانی یا «جوهر» برای فرایند بیوپرینتینگ سه‌بعدی مغناطیسی استفاده کرد. بررسی اجمالی کشت سلولی تک‌لایه بر روی محیط کشت پلاستیکی به‌طور قابل توجهی درک ما از زیست‌شناسی سلولی پایه را بهبود می‌بخشد، اما معماری پیچیده 3D بافت in vivo را شبیه‌سازی نمی‌کند و می‌تواند خواص سلولی را به‌طور قابل توجهی تغییر دهد. این اغلب آزمایشات علمی در علوم پایه را تغییر می‌دهد و منجر به گمراه شدن نتایج آزمایشات دارویی از نظر کارایی و سمیت می‌شود و ممکن است سلول‌هایی تولید کند که ویژگی‌های مورد نیاز را برای توسعهٔ درمان‌های بازساختی بافت نداشته باشند.Souza, GR و همکاران. آینده کشت سلولی برای مطالعات پایه‌ای و کاربردهای زیست_پزشکی در گرو تولید ساختار چند سلولی و سازمان‌دهی در سه بعد است.Pampaloni, F. مبتنی بر پلیمر زیست سازگار برای انتقال نانوذرات مغناطیسی به هر سلول استفاده می‌کند لذا یک راننده مغناطیسی اعمال‌شده می‌تواند سلول‌ها را از انتهای ظرف کشت سلول شناور کند و سلول‌ها را به سرعت در نزدیکی رابط هوا_مایع کنار هم می‌آورد. میدان‌های مغناطیسی برای ساخت سریع ساختارهای چندسلولی سه‌بعدی من جمله بیان پروتئین‌های ماتریکس خارج‌سلولی، طراحی می‌شوند. مورفولوژی، بیان پروتئین، و پاسخ به عوامل اگزوژن در بافت کشت داده شده شباهت زیادی به شرایط داخل بدن نشان می‌دهد. تاریخچه کشت سلولی 3D توسط روش شناوری مغناطیسی (MLM) از طریق همکاری بین دانشمندان دانشگاه ریس و مرکز سرطان ام.دی. | ## بخش 2: کشت سه‌بعدی سلول با شناوری مغناطیسی | (E) سلول‌های اندوتلیالی ورید بند ناف انسانی (HUVEC) به مدت ۶۰ دقیقه (تصویر سمت چپ) و ۴ ساعت (تصاویر راست) (نوار مقیاس، ۵۰ میکرومتر) شناور شده‌اند. آغاز برهمکنش سلول-سلول به محض این که سلول‌ها شناور شوند رخ می‌دهد و ساختارهای 3D تشکیل می‌شوند. در عرض ۱ ساعت، سلول‌ها هنوز نسبتاً پراکنده هستند، اما در حال حاضر برخی نشانه‌های کشش را نشان می‌دهند. بیان پروتئین بیان پروتئین در کشت‌های شناورشباهتی قابل توجهی به الگوهای in vivo نشان می‌دهد. بیان N-cadherin در سلول‌های شناور گلیوبلاستومای انسانی، همانند بیان مشاهده شده در زنوگرافت‌های تومور انسانی رشد کرده در موش‌های مبتلا به ضعف ایمنی بودند. در حالی که کشت استاندارد 2D بیان بسیار ضعیف نشان داد که با بیان زنوگرافت مطابقت نداشت، همان‌طور که در تصویر زیر نشان داده شده‌است.Souza, GR و همکاران. (وسط)، و سلول‌هایکشت داده شده بر روی اسلاید شیشه‌ای لبه را می‌پوشانند(2D، راست). کاربردها هم کشتی، دستکاری مغناطیسی و تهاجم یکی از چالش‌هایی که در تولید in vivo مانند کشت یا بافت در ب in vitro وجود دارد، مشکل درهم کشای انواع سلول‌های مختلف است. با توجه به توانایی کشت سلول‌های 3D توسط شناوری مغناطیسی برای جمع‌آوری سلول‌ها، هم کشتی سلول‌های مختلف ممکن می‌شود. | ## بخش 3: کشت سه‌بعدی سلول با شناوری مغناطیسی | هم کشتی سلول‌های مختلف را می‌توان در شروع شناوری، با مخلوط کردن انواع سلول‌های مختلف قبل از شناوری یا هدایت مغناطیسی کشت‌های 3D در فرایند تهاجم ایجاد کرد.Souza, GR و همکاران. توانایی منحصر به فرد برای دستکاری سلول‌ها و شکل‌دادن به بافت به صورت مغناطیسی، فرصت‌های جدیدی را برای کنترل هم کشتی و تهاجم فراهم می‌کند. هم کشتی در یک معماری بافت واقع بینانه برای مدل‌سازی دقیق شرایط in vivo، مانند افزایش دقت آزمایش‌های سلولی، همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده، حیاتی است.Souza, GR و همکاران. تصاویر فلورسانس سلول‌های گلیوبلاستومای انسانی (GBM سبز، سلول‌های بیان کننده GFP) و آستروسیت‌های طبیعی انسانی(NHA) (قرمز؛ mCherry-برچسب) به‌طور جداگانه کشت و سپس به صورت مغناطیسی نزدیک هم هدایت شده‌اند (سمت چپ، زمان ۰). هم‌کشتی پره_آدیپوسیت‌های 3T3-L1 در 3D با سلول‌های bEND.3 اندوتلیالی موش یک شبکهٔ شبه عروقی با توانایی تولید چربی در سلول‌های اطراف رگ می‌سازد. شکست رگی استرومایی تخلیه شده آدیپوسیتی (SVF) حاوی سلول‌های استرومایی چربی (ASC)، سلول‌های اندوتلیال و لکوسیت‌های نفوذی گرفته‌شده از بافت چربی سفید موش (WAT) در محیط سه بعدی کشت داده شدند. در رابطه با القای آدیپوژنزیس از آدیپوسفرهای 3T3-L1 یا آدیپوسفرهای مشتق شده از SVF، سلول‌ها به‌طور مؤثر قطرات چربی عظیمی از آدیپوسیت‌های سفید را درون in vivo ایجاد کردند، در حالی که تنها قطرات چربی کوچک در 2D قابل ساخت هستند. این MLM برای هم‌کشتی سه بعدی آدیپوسفرهای مناسب برای مدل‌سازی WAT ex vivo را ایجاد می‌کند و یک پلتفرم جدید برای شناسایی کاربردی فراهم می‌کند تا مولکول‌های فعال شده را در پاسخ به جمعیت‌های سلولی چربی مشخص کند. | ## جمع‌بندی | doi:10.1089/ten.TEC.2012.0157 (2013) اولیه انسان ریه اندوتلیال ریوی (HPMEC) اولیه انسان ریه اپیتلیال مجاری کوچک (HSAEpiC) اولیه انسان ریه اپیتلیال برونش اولیه انسان ریه آدنوکارسینوم آلوئولار انسان A549 انسان ریه آلوئولار تیپ دو اولیه انسان ریه عضله صافی تراشه (HTSMC) اولیه انسان ریه سلول‌های بنیادی مزانشیمی (HMSC) اولیه انسان مغز استخوان سلولهای اندوتلیال مغز استخوان (HBMEC) اولیه انسان مغز استخوان سلول‌های بنیادی پالپ دندان اولیه انسان سلولهای اندوتلیالی ورید بند ناف انسانی (HUVEC) اولیه انسان کاندروسیت‌های موش اولیه موش استخوان بافت چربی موش اولیه موش اندوتلیال دیچه قلب اولیه خوک فیبروبلاست‌های پره_آدیپوسیت 3T3 موش سلول‌های بنیادی عصبی C17.2 موش مغز سلول‌های کلیوی جنینی انسان HEK293 انسان کلیه ملانوما B16 موش پوست آستروسیت‌هاSouza, GR و همکاران.