3D-ZELLKULTUR

In der präklinischen Phase im Entwicklungsprozess von Wirkstoffen kommen nach wie vor Assays zum Einsatz, die auf zweidimensionalen (2D) Zellkulturen basieren. Allerdings können 2D-Kulturen In-Vivo-Bedingungen, wie zum Beispiel das dreidimensionale Netzwerk, in das Zellen eingebettet sind, nur begrenzt widerspiegeln. Ergebnisse, die auf Austestungen mit 2D-Kulturen beruhen, sind daher oftmals nur begrenzt aussagekräftig und tragen möglicherweise zum Scheitern vieler Wirkstoffe aufgrund geringer klinischer Wirksamkeit oder starker toxischer Nebenwirkungen in der klinischen Phase bei. Die Etablierung von In-Vitro-Assays, die eine aussagekräftigere Beurteilung der Wirkstoffkandidaten bereits früh in der präklinischen Entwicklungsphase erlauben, bedeutet daher eine wesentliche Verbesserung.

In Sphäroid-Kulturen wachsen Zellen in einem dreidimensionalem Verband, in dem sich Nährstoff-, Sauerstoff- und Metabolitgradienten sowie Zonen mit unterschiedlichen Proliferationsraten ausbilden. Die Wachstumsbedingungen in einer In-Vitro-Sphäroidkultur gleichen somit eher den In-Vivo-Bedingungen im Gewebe. Die Unterschiede in den Wachstumsbedingungen spiegeln sich auch auf der physiologischen Ebene wider. Für Krebszelllinien wurden funktionelle Unterschiede zwischen 2D- und 3D-Kulturen in Bezug auf Proteinexpression, Phosphorylierungsmuster und Sensitivität gegenüber Wirkstoffen nachgewiesen.