Revista de Geografía y Desastres Naturales
Acceso abierto
ISSN: 2167-0587
ISSN: 2167-0587
Meave Wiley
Las células cultivadas como cultivos esferoides/organoides 3D activos tienen rendimientos fisiológicos que imitan los observados en los tejidos humanos mejor que las células cultivadas en cultivos 2D. Anteriormente hemos propuesto dos extremos de la programación celular (la brecha cultural). En un extremo está el crecimiento exponencial con funcionalidad disminuida (como se ve en la cicatrización de heridas o el cáncer, y experimentalmente como células cultivadas en cultivos 2D tradicionales) y en el otro extremo hay un equilibrio dinámico con células que proliferan muy lentamente con una funcionalidad altamente especializada (como se ve en tejidos y experimentalmente como células cultivadas como esferoides 3D activos). Hemos demostrado que las células de carcinoma hepatocelular HepG2/C3A cultivadas como cultivos de esferoides 3D en microgravedad activos durante períodos superiores a 18 días tienen rendimientos fisiológicos que imitan los observados en tejidos humanos mejor que las células cultivadas en cultivo 2D. Hemos analizado el proteoma y la arquitectura celular en estos dos extremos y hemos descubierto que son radicalmente diferentes. Ultraestructuralmente, la organización de la actina cambia, los microtúbulos aumentan y las queratinas 8 y 18 disminuyen. Metabólicamente, la glucólisis, el metabolismo de los ácidos grasos y el ciclo de las pentosas fosfato aumentan, mientras que el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa no se modifican. Las enzimas involucradas en la síntesis de colesterol y urea aumentan, lo que respalda el logro de las tasas de producción de colesterol y urea observadas in vivo. Las enzimas de reparación del ADN aumentan aunque las células estén predominantemente en G0. Se ha priorizado el transporte alrededor de la célula a lo largo de los microtúbulos, a través del poro nuclear y en varios tipos de vesículas. Hay numerosos cambios coherentes en la transcripción, empalme, traducción, plegamiento y degradación de proteínas. Se muestra que la cantidad de proteínas individuales dentro de los complejos está altamente coordinada. Típicamente, las subunidades que inician una función particular están presentes en mayores cantidades en comparación con otras subunidades del mismo complejo. Por lo tanto, concluimos que los esferoides 3D ofrecen una ventana a la fisiología in vivo. A menudo se considera que cultivar células en 3D es significativamente más difícil que cultivarlas en 2D. En la práctica, este no es el caso: la situación es que el equipo necesario para el cultivo celular en 3D no se ha optimizado tanto como el equipo para el 2D. Aquí presentamos algunas características clave que deben tenerse en cuenta al diseñar equipos de cultivo celular en 3D. Estos incluyen gradientes de difusión, esfuerzo cortante y tiempo. Los gradientes de difusión se introducen inevitablemente cuando las células se cultivan como grupos. Quizás la consecuencia más importante de esto es que la hipoxia resultante es una fuerza impulsora importante en la reprogramación metabólica. La mayoría de las células en los tejidos no experimentan estrés de cizallamiento líquido y, por lo tanto, debe minimizarse. El tiempo es el factor que más a menudo se pasa por alto. Las células, independientemente de su origen, se dañan cuando se inician los cultivos: necesitan tiempo para recuperarse. Todas estas características se pueden combinar fácilmente en una incubadora clinostat y un biorreactor. Sorprendentemente, las células en crecimiento en un sistema clinostat no requieren medios especializados, andamios, sustitutos de ECM o factores de crecimiento. Esto facilita considerablemente la transición a 3D. Lo que es más importante, las células que crecen de esta manera reflejan las células que crecen in vivo y, por lo tanto, son valiosas para la investigación biomédica.