$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
A cultura celular in vitro é uma técnica de pesquisa robusta, rápida e amplamente utilizada. Embora os métodos tradicionais de cultura celular sejam poderosos, eles diferem muito de um ambiente in vivo. A natureza espacialmente restrita da cultura celular monocamada leva a mudanças na expressão gênica, morfologia e bioquímica 1,2,3. Técnicas de cultura tridimensional (3D) abordam essa disparidade, pois as células são cultivadas em um andaime que simula a matriz extracelular (MEC) presente em órgãos e tecidos. Em cultura 3D, as células apresentam morfologia e comportamento mais parecidos com os observados in vivo 4,5 No entanto, a cultura 3D sozinha não recapitula totalmente os muitos componentes de um microambiente in vivo porque carece de contribuições de outros tiposcelulares 6.
As interações diretas (contato entre células) e indiretas entre células desempenham um papel importante no comportamento das células in vivo 7,8. Recapitular essas interações requer modelos de co-cultura 3D, onde múltiplos tipos de células são cultivados juntos em um ambiente 3D. Usando essas técnicas, um ambiente de crescimento semelhante ao in vivo pode ser estabelecido in vitro, melhorando a relevância biológica dosresultados 9,10. No entanto, quanto mais específico for o ambiente exigido para um experimento específico, mais complexa se torna a metodologia. Há uma falta de um sistema modelo padronizado que possa ser usado para estudar interações célula-célula entre células separadas por uma matriz de membrana basal. Assim, esse protocolo foi projetado para simular interações célula-célula que ocorrem em uma matriz de membrana basal de maneira robusta e reprodutível. Adaptada de um modelo de cultura 3D previamenteestabelecido 11, a técnica utiliza uma camada de Matrigel, doravante chamada de gel ECM, para separar fisicamente dois tipos celulares diferentes em cultura, permitindo a passagem de fatores secretados. Originalmente, foi projetado para estudar o impacto indireto dos adipócitos nas células mesenquimais do câncer de mama, mas pode ser facilmente modificado para acomodar uma variedade de tipos celulares. Deve-se considerar cuidadosamente se esse método é apropriado para um determinado desenho experimental. Esse método não permite interação direta célula-célula e, portanto, deve ser limitado a modelar cenários in vivo que envolvam comunicação indireta entre células através de uma matriz de membrana basal. Por exemplo, esse sistema não seria ideal para modelar as interações entre células T citotóxicas e células tumorais, já que elas comumente interagem diretamente. Em vez disso, considere cenários biológicos em que uma membrana basal separa naturalmente os dois tipos celulares de interesse. Por exemplo, esse método pode ser aplicado ao estudo das interações entre células tumorais e células endoteliais vasculares antes da intravasação.
Um método alternativo comum de co-cultura 3D envolve o uso de chips microfluídicos especializados, ou "organ-on-a-chip (OoC)". Sistemas OoC são poderosos e podem ser adaptados para experimentos individuais, mas exigem tempo e recursos significativos dedicados ao design de chips, seleção de materiais, equipamentos periféricos, otimização e coletade dados 12,13. Além disso, atualmente não existe nenhum material ou método padrão que possa fornecer os sinais biológicos e físicos da matriz da membrana basal sem interferir no fluxomicrofluídico 14. Assim, aplicar a tecnologia OoC aos estudos das interações célula-célula através da membrana basal apresenta desafios adicionais. O método descrito neste protocolo busca oferecer uma alternativa padronizada que mantenha relevância e acessibilidade biológicas.