في العقد الماضي، نفذت دراسات أكثر وأكثر استخدام نماذج الثقافة خلية ثلاثية الأبعاد لفهم المفاهيم التي لا يرد موجز لها تماما بزراعة الخلايا في 2D على البلاستيك. وتشمل أمثلة لهذه المفاهيم المصطنعة في الخلايا الظهارية العادية قطبية1 حيث يتم فقدان التوجه المكاني لطبقات قمي والقاعدية للخلايا، فضلا عن دور المصفوفة خارج الخلية في تنظيم بقاء ومصير الخلية. أبحاث علم الأورام، على وجه الخصوص، قد تستخدم نماذج ثلاثية الأبعاد لفهم البيولوجيا الأساسية للخلايا السرطانية والفروق في 2D و 3D خلية ثقافة النظم3،4. وقد مكن تطوير تقنيات استزراع خلية أكثر تطورا وعلى تكييف إضافية إلى صيغ متعددة جيدا البحث عن عقاقير جديدة في إعدادات ثلاثية الأبعاد. وعلى النقيض من الخلايا التي نمت في ظروف 2D، 3D نماذج من مجموعة الأورام في التعقيد من الطبقات الخلوية نظم5 مجالات نوع واحد من الخلايا ذات أحجام مختلفة، إلى مجالات متعددة سيل من نوع معقد6،7، 8-اكتشاف مركبات جديدة أو البيولوجي التي أظهرت تسبب موت الخلايا في هذه النظم نموذج ثلاثي الأبعاد، بالتالي، ارتفاع الفوائد في حملات التنمية المخدرات. نقاط النهاية لهذه الاختبارات غالباً ما تكون مطابقة لما تم تنفيذه في 2D الثقافات لتقييم التغييرات في تكاثر الخلايا، ولكن عندما تجري في أجواء أكثر فسيولوجيا ذات صلة، أنها قد تكشف عن المستوى الحقيقي لتبعية الجينات المستهدفة أو يجري المسار استجوب.
كما عرضت أعلاه، مجموعة متنوعة من نظم نموذجية قد وضعت لدراسة الردود المخدرات في نظم الاستزراع 3D، ولكن الأغلبية تستخدم أما لوحات microtiter 96 أو 384-جيدا وليست قابلة للتكيف بسهولة إلى صيغ الفرز (HTS) الفائق غالباً ما تستخدم في حملات الفحص اكتشاف المخدرات. تشمل هذه النظم استخدام معلقة التكنولوجيات الحبرية، الثقافات كروي، النبض الخلايا مع جزيئات مغناطيسية للحث على الارتفاع، والثقافات التي تتضمن المواد الهلامية الطبيعية أو الاصطناعية مثل الكولاجين أو ماتريجيل أو البولي إثيلين غليكول (شماعة)2 . نقدم هنا، مفصلاً أساليب تقنية المتقدمة سابقا لإنتاج الثقافات كروي ثلاثي الأبعاد من خطوط خلايا السرطان المنشأة في شكل لوحة 1536-جيدا. في هذا البروتوكول، تستخدم وسيلة محددة بدرجة عالية مما يمنع إلحاق خلية عادة ملتصقة خطوط9. هذا النظام قد القيود (أيأنها لا يمكن أن الخص تماما نظام طراز معقدة للسرطان)، ولكن على الرغم من ذلك، تمكن هذه الاختبارات فرز الفائق لمجموعات كبيرة من الجزيئات الصغيرة وإجراء مقارنات عبر فتحه لاستجابة المخدرات بين الثقافات 2D و 3D ضد مجموعة متنوعة من خطوط الخلايا والمركبات.
خطوط الخلايا المحددة لإظهار الأساليب الموجودة في هذه المقالة كل ميناء الطفرات في الجينات المتصلة ب MAPK إشارات الطريق، طريق الذي هو الغاية dysregulated في السرطان، وتتوفر فيه العديد من العلاجات. العديد من الخطوط بتفعيل النمطان الطفرات في فيروس "ساركومه الفئران كيرستن" يشار إليه أيضا كراس ورأس نيوروبلاستوما أو تجاوزها والسرطاني الفيروس "هارفي الفئران ساركومه" أو HRAS ومؤنزم المرتبطة "فيبروساركوماس التعجيل بسرعة"، المعروف أيضا رافس. الأدب الأخيرة تشير إلى أن مثبطات الفروع المختلفة لهذا المسار فريد أكثر نجاعة في مجموعة فرعية من خطوط الخلايا عندما نمت تحت ظروف 3D9،10. وجدت إحدى الدراسات أن عندما كانت استزراع الخلايا السرطانية مع RAS نشطة في 3D، أنها برهنت على الوعي المتزايد بمثبطات MAPK، وعلاوة على ذلك، أن هذا النهج يمكن أن تحدد مسارات واستهدفت الموانع التي قد تكون أخطأت في 2D التقليدية الإعداد. والهدف من هذه الدراسة تقديم الأساليب المستخدمة لثقافة هذه خطوط الخلايا، وعلاوة على ذلك، تثبت التفاضلية الردود على هذه الموانع التي يمكن ملاحظتها فقط عند استخدام 3D الخلية نظم الثقافة.