Terapia de transplante de células atraiu atenção generalizada para o tratamento de várias doenças incuráveis. A actividade e semi-vida de factores bioactivos, que são secretadas pelas células transplantadas são essenciais para a melhoria da eficácia terapêutica de um sistema de transplante de células. A modificação genética das células antes de transplante é uma técnica benéfica para regular e manipular as funções celulares, incluindo a secreção dos factores bioactivos. É também importante para manter um microambiente favorável para as células para evitar a morte ou perda de actividade de célula a célula. Cultura tridimensional (3D) esferóide célula, em que as interacções célula-para-célula são bem preservada, é promissor para este fim, por exemplo, para melhorar a secreção de albumina a partir de hepatócitos primários e promover a diferenciação de várias linhagens de células estaminais mesenquimais (MSCs ) 1-7.
Neste estudo, um novo sistema de combinação de spheroid cultura e transfecção do gene é usado para servir como uma plataforma para o transplante de células modificadas geneticamente. Para a criação de células de esferóides, um sistema de cultura em placas de cultura esferóide micropatterned é usado. Nessas placas, áreas de adesão celular de 100 um de diâmetro são regularmente dispostas de forma bidimensional e estão rodeados por áreas não adesivas revestidas por uma matriz de PEG 3. Semeando um número adequado de células, esferóides de matrizes 3D de 100 um de diâmetro são formadas correspondente ao leito de cultura micropadronadas.
Os esferóides são recuperados sem perturbar a sua estrutura 3D, utilizando placas de cultura celular termossensíveis, que foram revestidos com um polímero termossensível, poli (iso-propilacrilamida) (PIPAAm) 8-10. A arquitetura micropadronadas é construído sobre as placas termossensíveis (custom-built). Por simplesmente baixando a temperatura das placas, os esferóides são separadas do leito de cultura e dispersard em tampão fosfato salino (PBS). Assim, um grande número de esferóides com um tamanho uniforme de 100 mm pode ser obtido sob a forma de uma suspensão injectável.

Figura 1. Representação esquemática do sistema de cultura de esferóide sobre uma placa micropadronadas. A modificação genética é alcançado através de transfecção de genes utilizando o transportador do gene não virai original, nanomicelle Polyplex. É composto de plasmídeo de ADN (pADN) e polietileno glicol (PEG), copolímeros de bloco -polycation 11. Estes têm uma estrutura de núcleo-shell característica que consiste em um shell de PEG e um núcleo interno de pADN condensado, permitindo introdução gene segura e eficaz em células para fins terapêuticos 11. Por favor clique aqui para ver uma versão maior do this figura.

Figura 2. Estrutura do nanomicelle Polyplex formado pelo complexo de ácidos nucleicos e copolímeros de bloco de PEG-bloco-policatião. Neste estudo, a principal vantagem desta técnica é que a estrutura de esferóides não é interrompido durante a transfecção de genes pelos nanomicelles. Após as transfecções mediada por nanomicelle de esferóides de hepatócitos de rato primária, a expressão do transgene prolongada é obtida por mais de um mês, com a secreção de albumina a partir dos hepatócitos contínua a um nível comparável ao de esferóides não transfectadas 12. A expressão do transgene e a secreção de albumina a partir dos esferóides também são mantidas após recuperação a partir das placas termossensíveis. É evidente que nanomicelles pode facilitar a introdução do gene de forma segura, sem prejudicar as funções inatas do hepatocytes. Assim, a combinação de células cultivadas em placas de esferóides micropatterned termossensíveis com introdução de genes utilizando nanomicelles é uma plataforma promissora para o transplante de células geneticamente modificadas. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.