Wśród wymienionych, dwie pierwsze cechy są obligatoryjne, natomiast pozostałe trzy nie są bezwzględnie wymagane, aby nośnik mógł być uznany za użyteczny do prowadzenia przestrzennych hodowli komórkowych in vitro
Jednym z materiałów spełniającym wszystkie wymienione kryteria jest gąbka żelatynowa typu Spongostan® (Fot 1). Materiał ten, jest powszechnie stosowany w chirurgii do lamowania krwawienia. Stwierdzono, że łatwo wchłania krew, pobudza kaskadę krzepnięcia oraz nałożony na ranę nie wywołuje reakcji alergicznych. Z kolei, zastosowany w hodowlach komórkowych, materiał ten jest doskonałym nośnikiem umożliwiającym adhezję i wzrost komórek (Fot.2). Ponadto, zdenaturowany kolagen, z którego wykonany jest Spongostan® stanowi namiastkę macierzy pozakomórkowej, umożliwiającej utrzymanie prawidłowych funkcji zasiedlających go komórek.
Hodowle w formie agregatów i sferoidów komórkowych.
Sferoidy są to zgrupowania komórek, pozwalające na analizę w warunkach in vitro oddziaływań międzykomórkowych oraz między komórkami, a otaczającą je macierzą. Sferoidy komórkowe są więc przestrzennymi układami doświadczalnymi, które znalazły zastosowanie w badaniach biomedycznych, a szczególnie w onkologii Stwierdzono, że są one użyteczne w analizie oporności komórek nowotworowych na klinicznie stosowane oraz będące w fazie badań przedklinicznych związki cytotoksyczne oraz wrażliwość komórek na radioterapię.
Sferoidy powstają ze zgrupowań komórek (agregatów) w trakcie hodowli i w odróżnieniu od nieforemnie zbudowanych agregatów mają kształt zbliżony do kuli. W budowie sferoidów, które przekroczyły średnicę, ok. 500 ptm wyróżnić można trzy strefy (Rys.3, Fot.3).
Wewnętrzna warstwa centralnej martwicy (nekrotyczny rdzeń), powstająca w wyniku
M utmdmonej<.dyfuzji poza sferoid toksycznych produktów metabolizmu komórkowego
M powstających w wyniku rozpadu komórek oraz obniżonego pH
Ponadto^ pppdraone jest pobieranie tlenu, składników odżywczych oraz czynników wzrostu do wnętrza sferoidu. Opisane zjawisko, często określane jest jako „toksyczne mi kro środowisko”, które uniemożliwia utrzymanie homeostazy wewnątrz sferoidu. Nekrotyczny rdzeń otoczony jest warstwą komórek o niskim potencjale proliferacyjnym., łubjhędącychi w fazie GO cyklu podziałowego Jest to warstwa względnej równowagi między dostarczanymi substancjami ze środowiska
zewnętrznego sferoidu, a usuwaniem toksycznych metabolitów
- Zewnętrzna warstwa ..sferoidu ó wysokim potencjale proliferacji komórek. Dostępność tlenu i substancji odżywczych w tej strefie jest nieograniczona, a usuwanie toksyn odbywa się bez przeszkód. Komórki tej warstwy są także większe od znajdujących się w wewnętrznych warstwach sferoidu.
Sferoidy komórkowe wykorzystywane są w badaniach nad:
Metabolizmem, różnicowaniem i proliferacją komórek Unaczynianiem (angiogenezą) zgrupowań komórek Opornością komórek na cytostatyki Oddziaływaniami międzykomórkowymi Syntezą macierzy pozakomórkowej łnwazyjnoscią komórek nowotworowych Przerzutem nowotworowym Mobilnością komórek Procesami gojenia
- Apoptozą
Odpowiedzią immunologiczną