Формирование и использование многоклеточных сфероидов в качестве универсальной исследовательской платформы (обзор)
В статье проведен обзор отечественной и зарубежной литературы, проанализированы различные методические протоколы формирования сфероидов в зависимости от типа культивируемых клеток и их использование в качестве клеточного субстрата для применения в биологии, медицине и ветеринарии.
1. Organ printing: Tissue spheroids as building blocks / V. Mironov [et al.] // Biomaterials. – 2009. – Vol. 30, № 12. – P. 2164–2174.
2. Создание трехмерных клеточных моделей для решения теоретических и практических задач современной онкологии / Е. А. Просекин [и др.] // Вопросы онкологии. – 2019. – Т. 65, № 5. – С. 629–637.
3. Способ получения сфероидов клеток HepaRG в среде без диметилсульфоксида : пат. RU 2661105 / Д. А. Сахаров, О. А. Бурмистрова, А. Г. Тоневицкий. – Опубл. 21. 01. 2016.
4. Формирование мультиклеточных сфероидов в культурах клеток надпочечников поросят разного возраста / Е. М. Ушакова [и др.] // Вістник проблем біології і медицини. – 2018. – Вип. 1, т. 1 (142). – С. 79–83.
5. Organ printing: Computer-aided jet-based 3D tissue engineering / V. Mironov [et al.] // Trends Biotechnol. – 2003. – Vol. 21, № 4. – P. 157–161.
6. Engineering biological structures of prescribed shaped using self-assembling multicellular systems / K. Jakab [et al.] // Proc Natl Acad Sci USA. – 2004. – Vol. 101, № 9. – P. 2864–2869.
7. The utility of biomedical scaffolds laden with spheroids in various tissue engineering applications / S. J. Chae [et al.] // Theranostics. – 2021. – Vol. 11, № 14. – P. 6818–6832.
8. One-year clinical and radiological results of a prospective, investigator-initiated trial examining a novel, purely autologous 3-Dimensional autologous chondrocyte transplantation product in the knee / S. Fickert [et al.] // Cartilage. – 2012. – Vol. 3, № 1. – P. 27–42.
9. Tseng, T. C. Substrate-mediated nanoparticle/gene delivery to MSC spheroids and their applications in peripheral nerve regeneration / T. C. Tseng, S. hui Hsu // Biomaterials. – 2014. – Vol. 35, № 9. – P. 2630–2641.
10. Bone regeneration in calvarial defects in a rat model by implantation of human bone marrow-derived mesenchymal stromal cell spheroids / H. Suenaga [et al.] // J Mater Sci Mater Med. – 2015. – Vol. 26, № 11. – P. 254.
11. Co-cultured spheroids of human periodontal ligament mesenchymal stem cells and vascular endothelial cells enhance periodontal tissue regeneration / K. Sano [et al.] // Regen Ther. – 2020. – Vol. 14. – P. 59–71.
12. Scalable production of controllable dermal papilla spheroids on PVA surfaces and the effects of spheroid size on hair follicle regeneration / Y. C. Huang [et al.] // Biomaterials. – 2013. – Vol. 34, № 2. – P. 442–451.
13. Three-dimensional spheroid cell culture of umbilical cord tissue-derived mesenchymal stromal cells leads to enhanced paracrine induction of wound healing / J. M. Santos [et al.] // Stem Cell Res Ther. – 2015. – Vol. 6, № 1. – P. 90.
14. Первый опыт трансплантации 3D-сфероидов ретинального пигментного эпителия в эксперименте / С. А. Борзенок [и др.] // Офтальмохирургия. – 2019. – Т. 1. – С. 27–32.
15. Spheroid culture as a tool for creating 3D complex tissues / E. Fennema [et al.] // Trends Biotechnol. – 2013. – Vol. 31, № 2. – P. 108–115.
16. Underhill, G. H. Bioengineered liver models for drug testing and cell differentiation studies / G. H. Underhill, S. R. Khetani // CMGH. – 2018. – Vol. 5, № 3. – P. 426–439.
17. Promising applications of tumor spheroids and organoids for personalized medicine / Z. Gilazieva [et al.] // Cancers (Basel). – 2020. – Vol. 12, № 10. – P. 2727.
18. Han, S. J. Challenges of applying multicellular tumor spheroids in preclinical phase / S. J. Han, S. Kwon, K. S. Kim // Cancer Cell Int. – 2021. – Vol. 21, № 1. – P. 152.
19. Сфероиды НЕК2-положительной аденокарциномы молочной железы человека как модель для тестирования противоопухолевых иммунотоксинов / И. В. Балалаева [ и др.] // Acta Naturae. – 2017. – Vol. 9, № 1 (32). – С. 40–46.
20. Fabrication and evaluation of nanocontainers for lipophilic anticancer drug delivery in 3D in vitro model / T. Borodina [et al.] // J Biomed Mater Res B Appl Biomater. – 2021. – Vol. 109, № 4. – P. 527–537.
21. 3D in vitro bioengineered tumors based on collagen I hydrogels / C. S. Szot [et al.] // Biomaterials. – 2011. – Vol. 32. – P. 7905–7912.
22. Elliott, N. T. A review of three-dimensional in vitro tissue models for drug discovery and transport studies / N. T. Elliott, F. Yuan // J Pharm. Sci. – 2011. – Vol. 100. – P. 59–74.
23. Метод получения трехмерных клеточных сфероидов: универсальный инструмент для изучения цитотоксических свойств противоопухолевых соединений in vitro / А. С. Согомонян [и др.] // ACTA NATURAE, 2022. – Т. 14, № 1 (52). – С. 92–100.
24. Данилова, А. Б. Оценка эффективности использования тумороидов для индивидуального подбора лекарственной терапии солидных опухолей / А. Б. Данилова [и др.] // Вопросы онкологии. – 2021. – Т. 67, № 6. – С. 815–828.
25. Foty, R. A simple hanging drop cell culture protocol for generation of 3D spheroids / R. Foty // J Vis Exp. – 2011. – № 51. – P. 2720.
26. Engineering vascularized tissue / R. K. Jain [et al.] // Nat Biotechnol. – 2005. – Vol. 23, № 7. – P. 821–823.
27. Optical coherence tomography detects necrotic regions and volumetrically quantifies multicellular tumor spheroids / Y. Huang [et al.] // Cancer Res. – 2017. – Vol. 77, № 21. – P. 6011–6020.
28. Андреева, Е. Р. Гипоксический стресс как индуктор активации потенциала мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток / Е. Р. Андреева, М. В. Погодина, Л. Б. Буравкова // Физиология человека. – 2015. – Т. 41, № 2. – P. 123–129.
29. Данилова, А. Б. Разработка и характеристика трехмерных клеточных моделей для индивидуализации лечения онкологических больных / А. Б. Данилова, Е. А. Нехаева, Н. А. Ефремова // Сибирский онкологический журнал. – 2021. – Т. 20, № 5. – С. 58–74.
30. Микрокапсулированные мультиклеточные опухолевые сфероиды: получение и использование в качестве модели in vitro для тестирования лекарств / А. М. Цой [и др.] // Биомедицинская химия. – 2010. – Т. 56, вып. 6. – С. 674–685.