Verschil tussen 2D en 3D-celcultuur

De belangrijk verschil tussen 2D en 3D-celkweek is dat het 2D-celkweek maakt gebruik van een kunstmatig plat oppervlak, meestal een petrischaal of een celkweekplaat, terwijl de 3D-celkweek een substraat gebruikt dat de extracellulaire matrix van dat specifieke celtype nabootst..

Celkweek is het proces dat cellen laat groeien onder gecontroleerde omstandigheden, meestal buiten hun natuurlijke omgeving. 2D- en 3D-celkweek zijn twee soorten. Zowel 2D- als 3D-celkweeksystemen zijn zeer nuttig in in-vitro testen van therapeutica, geneesmiddelen en andere biochemisch actieve verbindingen en kan worden beschouwd als een alternatief voor dierproeven. Deze twee kweeksystemen verschillen van elkaar door het celhechtvlak.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is 2D-celkweek
3. Wat is 3D-celkweek
4. Overeenkomsten tussen 2D en 3D-celkweek
5. Vergelijking zij-aan-zij - 2D versus 3D-celculturen in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is 2D-celkweek?

2D-celkweek is een van de meest toegepaste vormen van celkweek omdat het minder bewerkelijk van aard is. Tijdens het cultiveren van 2D-cellen zet een monolaagcelcultuur zich op een celkweekfles of een petrischaal. Verder houdt de 2D-celkweek geen suspensieculturen aan. Omdat de groei zich alleen op een vlak oppervlak met een enkele laag bevindt, is er ook een beperking van de celmorfologie bij het kweken van 2D-cellen. Aldus ontvangen de cellen een homogene hoeveelheid voedingsstoffen en daarom verschijnen de cellen gewoonlijk als platte cellen.

Evenzo is het eenvoudig om de cellen te verwijderen, omdat de cellen alleen in een monolaag bestaan. Daarom zullen de cellen zich niet gedragen zoals de cellen in de normale omgevingsomstandigheden zouden zijn geweest. Vanwege dit feit kunnen we de processen zoals celproliferatie, apoptose en differentiatie in 2D-celkweeksystemen niet goed analyseren. In tegenstelling hiermee kunnen we de experimenten analyseren met betrekking tot de bioactiviteit van een verbinding en biochemische reacties via 2D-celkweken.

Wat is 3D-celkweek?

3D-celculturen maakt gebruik van een driedimensionale kunstmatige matrix die is aangepast om de natuurlijke omgeving van de cellen na te bootsen. De cellen groeien dus als wanneer ze zich in hun natuurlijke omgeving bevinden en de cellen hebben een goed potentieel om te groeien, te vermenigvuldigen en te differentiëren zonder enige beperkingen. We kunnen deze methode dus gebruiken om het gedrag van de cel en de reacties van de cellen in zijn eigen omgevingsomstandigheden te bestuderen.

Figuur 02: 3D-celkweek

Omdat de cellen niet worden gekweekt in monolagen, krijgen ze geen homogene hoeveelheid voedingsstoffen. De cellen gekweekt in 3D-celkweeksystemen hebben een bolvormige vorm.

Wat zijn de overeenkomsten tussen 2D- en 3D-celkweek?

• Beide hebben betrekking op speciale celkweekmedia.
• De groeiende cellen kunnen worden waargenomen onder fluorescentiemicroscopie of elektronenmicroscopie
• Beide worden gebruikt in protocollen voor het testen van geneesmiddelen om de activiteit te beoordelen.

Wat is het verschil tussen 2D en 3D-celcultuur?

Celkweek kan 2D of 3D zijn. 2D-celkweek gebruikt een kunstmatig vlak oppervlak om cellen te laten groeien, terwijl 3D-celkweek een kunstmatige matrix gebruikt die de natuurlijke omgevingen van de cellen nabootst. Vandaar dat cellen in 3D-celculturen groeien, zich vermenigvuldigen en differentiëren met normaal gedrag en functies.

De onderstaande infographic presenteert een meer beschrijvende analyse van het verschil tussen 2D en 3D-celcultuur.

Samenvatting - 2D versus 3D-celcultuur

2D- en 3D-celkweeksystemen zijn van groot belang bij het testen van medicijnen en het ontdekken van geneesmiddelen. 2D-celkweek past op een kunstmatig hechtingsoppervlak zoals een celkweekfles, terwijl 3D-celculturen op een kunstmatige extracellulaire matrix werken. Om het gedrag, de processen en andere biochemische veranderingen van cellen te bestuderen, is 3D-celcultuur meer geschikt, hoewel 2D-celkweken minder bewerkelijk en minder duur zijn. Daarom is dit het verschil tussen 2D- en 3D-celkweek.

Referentie:

1.Duval, Kayla, et al. "Modellering van fysiologische gebeurtenissen in 2D versus 3D-celcultuur." Vooruitgang in pediatrie., Amerikaanse National Library of Medicine, juli 2017. Beschikbaar Hier  
2. Edamondson, Rasheena, et al. "Driedimensionale celkweeksystemen en hun toepassingen in drug discovery en op cellen gebaseerde biosensors." Vooruitgang in pediatrie., U.S. National Library of Medicine, 1 mei 2014. Beschikbaar Hier 

Afbeelding met dank aan:

1. "3D-celculturen door magnetische levitatie Introductie afbeelding" door Dmtimm op Engelse Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia