Három dimenzióban is látható, hogyan fertőz a szalmonella

A korábbi, lapos sejtkultúráknál sokkal élethűbben modellezik a sejtek belsejében zajló folyamatokat azok a háromdimenziós sejttenyésztési módszerek, melyekről egy új áttekintő tanulmány számol be. Az eljárásokkal többek között az is láthatóvá válik, amikor egy baktérium vagy vírus fertőz meg egy korábban egészséges szövetet. Az új sejttenyésztő módszerekkel végzett kutatások felgyorsíthatják a gyógyszerkutatásokat és elősegíthetik a még mindig túl sok halálesetet okozó fertőzéses betegségek megelőzését.

Szervezetünk sejtjei természetesen nem sík, hanem háromdimenziós környezetben működnek, az eddigi sejttenyészetek mégis inkább lapos felületen vizsgálták a szövetek viselkedését. Ez volt ugyanis az egyszerűbb eljárás, és bár a kétdimenziós sejtkultúrák tenyésztése is sok információt adott, a sejt valódi környezete elveszett a preparálás során. Jennifer Barrila és munkatársai új áttekintő tanulmányukban azokat a módszereket mutatják be, amelyekkel már a sejt valódi, háromdimenziós környezetének reprodukálása is megoldható.

"Ha például tűvel veszünk mintát egy szövetből, és a kapott sejteket egy sima üveglapon kezdjük el tenyészteni, akkor a sejtek egy sor olyan tulajdonságukat elveszítik, amelyekkel a szervezetben még rendelkeztek. Az általunk áttekintett új eljárások célja, hogy az eredeti környezetet minél élethűbben sikerüljön megőrizni. Mindez lehetővé teszi, hogy nyomon kövessük a kórokozók valódi viselkedését egy-egy szövettípus megfertőzésekor, de abban is segít, hogy az alapkutatások eredményeit minél gyorsabban átültethessük a klinikai gyakorlatba. Jó példa erre a különféle gyógyszerjelöltek tesztelése: ha a 3D-s sejttenyészetben végzett kísérletek előre megmondják nekünk, hogy egy hatóanyag nem lesz megfelelő, akkor ezekkel már eleve felesleges a klinikai próbák keretei között próbálkozni" - mondja Cheryl Nickerson, a cikk vezető szerzője.

Balra az idegszövet, jobbra pedig a vékonybélből vett szövet háromdimenziós sejtkultúráinak mikroszkópos képei láthatóak

A szerzők kiemelten foglalkoznak azzal a módszerrel, amelyet a NASA szakemberei dolgoztak ki. Az egyik legígéretesebbnek tekintett eljárást eredetileg azért fejlesztették ki, hogy megnézzék, miként viselkednek a sejtek olyan környezetben, ahol a földi gravitációnál csak kisebb tömegvonzás van jelen. Ennek során egy forgó szerkezetbe teszik a sejteket, amelyben a sejtek számára létfontosságú tápanyagok is megtalálhatóak. Ebben a bioreaktorban - a forgó mozgásnak köszönhetően - egyenletes eloszlásban ülepednek le a sejtek. A tenyésztés során a sejteket apró méretű gyöngyökhöz kötik, ami lehetővé teszi, hogy három dimenzióban figyeljék meg a sejtek belsejében zajló kémiai és molekuláris változásokat. Mindez már igen hasonló ahhoz, ami a valódi, élő szövetekben is lezajlik - írja az Arizona State University sajtóközleménye.

Nickerson és kollégái az utóbbi években maguk is több háromdimenziós sejtkultúrát használó kísérletet végeztek. Ezek közé tartozott a különféle kórokozók fertőzési mechanizmusainak alapos vizsgálata. Megnézték például, hogy miként zajlik le egy Salmonella-fertőzés a vékonybélből vett 3D-s szövetmintában, és kipróbálták ugyanezt a gyomorbántalmakat okozó norovírusokkal is. A tüdő szöveteiben egy bakteriális kórokozó, a Pseudomonas aeruginosa fertőzési mechanizmusát elemezték. Hasonló sejtkultúrákat nemcsak a tüdő és a bél, hanem a méhlepény, az idegszövetek és a vagina belső felszínét borító hámszövet felhasználásával is létrehoztak a kutatók.

Forrás: Nature Reviews Microbiology