CÁC LOẠI CHẤT NỀN TRONG NUÔI CẤY TẾ BÀO 3D
Bên cạnh kỹ thuật nuôi cấy tế bào 2D, kỹ thuật nuôi cấy tế bào 3D đã và đang dần khẳng định vai trò và vị trí trong lĩnh vực sinh học tế bào. Vậy tại sao phải nuôi cấy tế bào 3D và nuôi cấy tế bào 3D có cần chất nền hay không?
Nhu cầu nuôi cấy tế bào 3D
Không thể phủ định vai trò và đóng góp của kỹ thuật nuôi cấy tế bào 2D đối với sự phát triển của lĩnh vực sinh học tế bào cho đến thời điểm hiện tại. Tuy nhiên, Kỹ thuật nuôi cấy tế bào 2D vẫn tồn tại một số vấn đề như thách thức trong quá trình mở rộng quy mô, chưa phản ánh được sự tương tác tế bào – tế bào trong không gian đa chiều cũng như đặc điểm tăng sinh của tế bào trong mô. Do đó, trong một số lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng như đánh giá thuốc, nghiên cứu ung thư, nghiên cứu tương tác tế bào, sinh học phát triển, … kỹ thuật nuôi cấy tế bào 2D không thể đáp ứng được các yêu cầu nghiên cứu này mà đòi hỏi phải áp dụng kỹ thuật nuôi cấy tế bào 3D.
Chất nền bề mặt nuôi cấy tế bào 3D
Một trong những yếu tố được quan tâm khi tiến hành nuôi cấy tế bào 2D là chất nền bề mặt, tương tự như vậy, đối với nuôi cấy tế bào 3D chất nền bề mặt cũng là một trong những nhân tố không thể thiếu. Chất nền bề mặt là những chất được bổ sung vào quá trình nuôi cấy tế bào nhằm đảm nhiệm chức năng hỗ trợ nâng đỡ tế bào, là giá thể bám cho tế bào bám dính cũng như tạo điều kiện cho sự tương tác tế bào - tế bào diễn ra.
Chất nền bề mặt cho nuôi cấy tế bào 3D được chia thành một số nhóm phổ biến gồm có:
Nhóm Scaffort: các cấu trúc này có thể có nguồn gốc từ tự nhiên hoặc nhân tạo. Đối với cấu trúc tự nhiên có thể thu nhận khi khử tế bào từ các cấu trúc mô tự nhiên như các cơ quan, các cấu trúc này có môi trường vi mô tương tự cấu trúc bên trong cơ thể nên có thể thúc đẩy sự phát triển của tế bào và tương thích cao với tế bào. Đối với cấu trúc nhân tạo, thông thường các thể mang được tạo thành với cấu trúc xốp hoặc có các lỗ hỗ trợ tế bào bám và tăng sinh, một số loại điển hình như poly (axit lactic) (PLA), axit polyglycolic (PGA) và polycaprolacton (PCL).
Nhóm cấu trúc chất nền ngoại bào: bao gồm các loại protein cấu trành cấu trúc ma trận ngoại bào điển hình là collagen, fibronectin, laminin và chiết xuất màng đáy. Các loại protein này được sử dụng làm chất nền, tạo ma trận nâng đỡ và hỗ trợ tế bào trong quá trình nuôi cấy 3D. Đồng thời góp phần thúc đẩy tính bám và liên kết của tế bào cũng như hỗ trợ tế bào trong quá trình biệt hóa.
Nhóm Hydrogel: là nhóm mạng lưới polymer ưu nước gồm có alginate, agarose và axit hyaluronic (HA). Đây là các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên được ứng dụng như chất nền trong nuôi cấy tế bào 3D. Các hợp chất này có đặc tính ngậm nước cũng như có thể tạo thành cấu trúc lỗ xốp hoặc bao bọc tế bào, do vậy đó có thể nâng đỡ và thực hiện chắc năng như giá thể cho tế bào.
Nhóm Polyme tổng hợp: ứng dụng một số loại polymer có tính tương thích sinh học cao để tạo thành mạng lưới giá thể cho tế bào bám và tăng sinh. Các loại polymer phổ biến như Polyethylene Glycol (PEG), Poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) và Polyacrylamide (PAA). Tính chất chung của nhóm polymer này là có thể điều chỉnh đặc tính hóa lý trong quá trình sản xuất để phù hợp với đa dạng mục đích và tính chất của các dòng tế.
Giải pháp Thermo cho chất nền bề mặt cho nuôi cấy tế bào 3D
Nhằm đáp ứng nhu cầu chất nền trong nuôi cấy tế bào 3D, Thermo Scientific đã nghiên cứu, phát triển và đưa ra thị trường sản phẩm Geltrex™ LDEV-Free Reduced Growth Factor Basement Membrane Matrix và AlgiMatrix™ Microplate với tính năng chi tiết như sau.
Geltrex™ LDEV-Free Reduced Growth Factor Basement Membrane Matrix: Chứa thành phần bao gồm laminin, collagen IV, entactin và heparin sulfate proteoglycan. Geltrex hỗ trợ thúc đẩy và duy trì hình thái tế bào cũng như phù hợp với nhiều loại tế bào khác nhau như tế bào biểu mô, tế bào nội mô, tế bào cơ trơn, tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC).
AlgiMatrix™ Microplate: sản phẩm dạng đĩa nhiều giếng, bên trong các giếng chứa sẵn ma trận hydrogel với thành phần từ alginate tạo thành cấu trúc xốp có các lỗ cho phép tế bào tăng sinh và phát triển ở dạng 3D. Ưu điểm của sản phẩm là phù hợp với các nhu cầu sử dụng và các loại tế bào khác nhau, đồng thời có đa dạng sự lựa chọn về số lượng giếng khi sử dụng và đơn giản hóa quy trình nuôi cấy tế bào 3D.
Bên cạnh các sản phẩm tiêu biểu trên, Thermo còn cung cấp đa dạng sự lựa chọn chất nền bề mặt dành cho các ứng dụng nuôi cấy tế bào 3D, để tham khảo thêm các sản phẩm khác, vui lòng truy cập đường link sau.
Extracellular Matrices for 3D Cell Culture - Thermo Fisher
Kết luận: Tương tự nuôi cấy tế bào 2D thì nuôi cấy tế bào 3D cũng cần sự tham gia cả các chất nền trong quá trình nuôi cấy. Phụ thuộc vào nhu cầu, mục đích và đặc tính dòng tế bào, cần lựa chọn loại chất nền phù hợp với các tiêu chí để có thể thu được tế bào với chất lượng theo đúng mong muốn đã đề ra.
