Η βασική διαφορά μεταξύ 2D και 3D κυτταροκαλλιέργειας είναι ότι η 2D κυτταρική καλλιέργεια χρησιμοποιεί μια τεχνητή επίπεδη επιφάνεια, συνήθως ένα τρυβλίο Petri ή μια πλάκα κυτταροκαλλιέργειας, ενώ η 3D κυτταρική καλλιέργεια χρησιμοποιεί ένα υπόστρωμα που μιμείται την εξωκυτταρική μήτρα αυτής συγκεκριμένος τύπος κελιού.
Κυτταρική καλλιέργεια είναι η διαδικασία που αναπτύσσει κύτταρα κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες γενικά έξω από το φυσικό τους περιβάλλον. Η 2D και η 3D κυτταρική καλλιέργεια είναι δύο τύπων. Τόσο τα δισδιάστατα όσο και τα τρισδιάστατα συστήματα κυτταροκαλλιέργειας είναι πολύ χρήσιμα σε in-vitro δοκιμές θεραπευτικών, φαρμάκων και άλλων βιοχημικά δραστικών ενώσεων και μπορούν να θεωρηθούν ως εναλλακτική λύση έναντι των δοκιμών σε ζώα. Αυτά τα δύο συστήματα καλλιέργειας διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την επιφάνεια προσκόλλησης των κυττάρων.
Τι είναι η 2D κυτταρική καλλιέργεια;
2D κυτταρική καλλιέργεια είναι μία από τις πιο εξασκούμενες μορφές κυτταροκαλλιέργειας καθώς είναι λιγότερο επίπονη στη φύση της. Κατά τη διάρκεια της δισδιάστατης κυτταρικής καλλιέργειας, μια μονοστιβαδική κυτταρική καλλιέργεια εγκαθίσταται σε μια φιάλη κυτταροκαλλιέργειας ή σε ένα τρυβλίο Petri. Επιπλέον, η 2D κυτταρική καλλιέργεια δεν διατηρεί καλλιέργειες εναιωρήματος. Επίσης, καθώς η ανάπτυξη είναι μόνο σε μια επίπεδη επιφάνεια μονοστοιβάδας, υπάρχει ένα όριο στη μορφολογία των κυττάρων στη δισδιάστατη κυτταρική καλλιέργεια. Έτσι, τα κύτταρα λαμβάνουν μια ομοιογενή ποσότητα θρεπτικών ουσιών, και ως εκ τούτου, τα κύτταρα εμφανίζονται συνήθως ως επίπεδα κύτταρα.
Ομοίως, είναι εύκολο να αφαιρέσετε τα κελιά, καθώς τα κελιά υπάρχουν μόνο σε μονοστρωματικό επίπεδο. Επομένως, τα κύτταρα δεν θα συμπεριφέρονται όπως τα κύτταρα θα ήταν στην κανονική περιβαλλοντική τους κατάσταση. Λόγω αυτού του γεγονότος, δεν μπορούμε να αναλύσουμε καλά τις διεργασίες όπως ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων, η απόπτωση και η διαφοροποίηση σε συστήματα 2D κυτταροκαλλιέργειας. Αντίθετα, μπορούμε να αναλύσουμε τα πειράματα σε σχέση με τη βιοδραστικότητα μιας ένωσης και τις βιοχημικές αντιδράσεις μέσω δισδιάστατων κυτταροκαλλιεργειών.
Τι είναι η 3D κυτταρική καλλιέργεια;
Η 3D κυτταρική καλλιέργεια χρησιμοποιεί μια τρισδιάστατη τεχνητή μήτρα που έχει προσαρμοστεί ώστε να μιμείται το φυσικό περιβάλλον των κυττάρων. Έτσι, τα κύτταρα αναπτύσσονται όπως όταν βρίσκονται στο φυσικό τους περιβάλλον και τα κύτταρα παρουσιάζουν καλή δυνατότητα να αναπτυχθούν, να πολλαπλασιαστούν και να διαφοροποιηθούν χωρίς περιορισμούς. Έτσι, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη μέθοδο για να μελετήσουμε τη συμπεριφορά του κυττάρου και τις αποκρίσεις των κυττάρων στις δικές του περιβαλλοντικές συνθήκες.
Εικόνα 02: Τρισδιάστατη κυτταρική καλλιέργεια
Δεδομένου ότι τα κύτταρα δεν αναπτύσσονται σε μονοστιβάδες, δεν λαμβάνουν ομοιογενή ποσότητα θρεπτικών συστατικών. Τα κύτταρα που αναπτύσσονται σε συστήματα 3D κυτταροκαλλιέργειας παίρνουν σχήμα σφαιροειδούς.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της 2D και της 3D κυτταρικής καλλιέργειας;
- Και τα δύο περιλαμβάνουν ειδικά μέσα κυτταροκαλλιέργειας.
- Τα αναπτυσσόμενα κύτταρα μπορούν να παρατηρηθούν με μικροσκοπία φθορισμού ή ηλεκτρονική μικροσκοπία
- Και τα δύο χρησιμοποιούνται σε πρωτόκολλα δοκιμών φαρμάκων για την αξιολόγηση της δραστηριότητας.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ 2D και 3D κυτταρικής καλλιέργειας;
Η κυτταρική καλλιέργεια μπορεί να είναι 2D ή 3D. Η 2D κυτταρική καλλιέργεια χρησιμοποιεί μια τεχνητή επίπεδη επιφάνεια για την ανάπτυξη κυττάρων, ενώ η 3D κυτταρική καλλιέργεια χρησιμοποιεί μια τεχνητή μήτρα που μιμείται τα εγγενή περιβάλλοντα των κυττάρων. Ως εκ τούτου, στην τρισδιάστατη κυτταρική καλλιέργεια, τα κύτταρα αναπτύσσονται, πολλαπλασιάζονται και διαφοροποιούνται δείχνοντας φυσιολογική συμπεριφορά και λειτουργίες.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει μια πιο περιγραφική ανάλυση της διαφοράς μεταξύ 2D και 3D κυτταρικής καλλιέργειας.
Σύνοψη – 2D έναντι 3D κυτταρική καλλιέργεια
Τα συστήματα 2D και 3D κυτταροκαλλιέργειας έχουν μεγάλη σημασία στον έλεγχο φαρμάκων και στην ανακάλυψη φαρμάκων. Η 2D κυτταρική καλλιέργεια χρησιμοποιείται σε μια τεχνητή επιφάνεια προσκόλλησης όπως μια φιάλη κυτταροκαλλιέργειας, ενώ οι 3D κυτταρικές καλλιέργειες χρησιμοποιούν μια τεχνητή εξωκυτταρική μήτρα. Προκειμένου να μελετηθεί η συμπεριφορά των κυττάρων, οι διεργασίες και άλλες βιοχημικές αλλαγές, η καλλιέργεια τρισδιάστατων κυττάρων είναι πιο κατάλληλη, παρόλο που, οι καλλιέργειες δισδιάστατων κυττάρων είναι λιγότερο επίπονες και λιγότερο δαπανηρές. Επομένως, αυτή είναι η διαφορά μεταξύ 2D και 3D κυτταρικής καλλιέργειας.
