Ученые Института разработали простой и эффективный способ получения трехмерных (3D) клеточных сфероидов и показали эффективность 3D-культивирования в вирусологических исследованиях на примере изучения вируса простого герпеса
Традиционные двухмерные (2D) клеточные культуры применяются в вирусологических исследованиях с конца 1940-х годов и в настоящее время являются основным инструментом культивирования вирусов in vitro. Однако клетки при традиционном 2D монослойном культивировании in vitro отличаются от клеток in vivo, не отражают в полной мере сложные процессы взаимодействия вирусов с клетками хозяина. Даже при успешном инфицировании 2D-культуры могут давать сомнительные результаты, поскольку измененная физиология клеток может также изменять этапы репликации вируса по сравнению с инфицированием клеток в естественных тканях. По литературным данным ограничения 2D-клеточных культур может преодолеть 3D-культивирование клеток. 3D-культуры могут включать один или несколько типов клеток, которые встроены в матрицу, похожую на внеклеточную матрицу тканей in vivo. Биология клеток в 3D-культурах более похожа на in vivo, что позволяет имитировать биологически значимые явления. Для внедрения метода 3D-культивирования клеток в вирусологические исследования в Институте в качестве первой модели для разработки был выбран 3D клеточный сфероид для культивирования вируса простого герпеса и разработан способ его получения из клеток легких эмбрионов человека (ЛЭЧ-3) с использованием агарозного гидрогеля ( рис.1). Результаты экспериментов по оценке эффективности метода показали, что 3D-сфероиды ЛЭЧ-3 способны сохранять свою структуру, несмотря на активную вирусную репликацию и поддерживать репликацию вируса простого герпеса гораздо более длительный период жизни, чем 2D — клеточные культуры, что подтверждает их стабильность и пригодность для длительных экспериментов и делает их перспективной моделью для вирусологических исследований. В перспективе планируется расширение применения 3D — сфероидов для исследования других вирусов, в том числе труднокультивируемых. Внедрение 3D-культивирования клеток в лабораторную практику сократит экономические затраты и время на вирусологические исследования, разработку и тестирование новых лекарственных и профилактических средств, в частности, современных противовирусных препаратов, антисептиков, дезинфектантов и вакцин, а также ускорит процесс клинических испытаний, сократив время до выхода на фармакологический рынок.
А
Б
На рисунках: Сфероиды ЛЭЧ-3, опыт (А) и контроль (Б) после 4-х дней инкубации при увеличении объектив Primo Plan-ACHROMAT 10 х/0,25 Ph 1, окуляр WF 10×/20: А – зараженный сфероид ВПГ-1/L2, Б – сфероид без вируса.