Cosa sono gli sferoidi?
Gli sferoidi sono aggregati cellulari tridimensionali (3D) che riproducono le caratteristiche di tessuti e microtumori. Negli ultimi anni, sono stati compiuti progressi significativi nello sviluppo di aggregati di cellule tumorali in vitro da utilizzare come modelli di ambienti tissutali in vivo. Quando seminati in un pozzetto di una micropiastra a fondo tondo ad attacco basso, questi aggregati formeranno uno sferoide individuale.
Si ritiene che gli sferoidi riproducano il comportamento dei tumori in maniera più efficace rispetto alle normali colture cellulari bidimensionali (2D) perché, proprio come i tumori, contengono sia cellule esposte in superficie che cellule relegate in profondità, cellule proliferanti e non proliferanti, un centro ipossico e uno strato esterno di cellule ben ossigenate. Questi modelli 3D basati su sferoidi vengono utilizzati con successo negli ambienti di screening per una migliore valutazione della sicurezza dei farmaci e per l’identificazione di potenziali composti terapeutici antitumorali.

Acquisizione su piani multipli (z-stack) di uno sferoide lungo una profondità di 250 µm. Siamo in grado di visualizzare le cellule al centro dello sferoide a questa profondità grazie al nostro modulo specializzato a disco confocale con penetrazione tissutale profonda.
Applicazioni degli sferoidi per la ricerca oncologica e lo screening di farmaci
Uno dei principali obiettivi nella ricerca oncologica è la comprensione della formazione delle cellule tumorali. Rispetto alle colture cellulari 2D, gli sferoidi riproducono i tumori solidi molto più accuratamente. Questi modelli aiutano a identificare le alterazioni fisiologiche che differenziano le cellule tumorali da quelle sane. I modelli basati su sferoidi tumorali multicellulari forniscono informazioni più approfondite sul microambiente del tumore, permettendo ai ricercatori di visualizzare le interazioni cellula-cellula, il modo in cui le cellule tumorali assorbono i nutrienti e le loro modalità di proliferazione.
Gli sferoidi rappresentano anche un sistema ideale per le procedure precliniche di screening e validazione dei farmaci durante il monitoraggio delle risposte cellulari agli interventi terapeutici. In particolare, permettono di rivelare la capacità (o incapacità) dei farmaci di infiltrarsi nei tumori, nonché i loro effetti inibitori sulle metastasi.
Un’altra applicazione significativa degli sferoidi è costituita dalla ricerca sulle cellule staminali, in particolare durante la coltivazione di cellule staminali embrionali (Embryonic Stem Cells, ESC) e neurali (Neural Stem Cells, NSC). Recentemente, alcuni ricercatori hanno coltivato cellule staminali mesenchimali (Mesenchymal Stem Cells, MSC) sotto forma di sferoidi e hanno dimostrato i loro effetti rigenerativi e antinfiammatori, evidenziando le loro potenzialità per la medicina rigenerativa e le terapie basate su cellule.
Rispetto ad altre metodiche di coltura cellulare 3D, gli sferoidi offrono vari vantaggi, tra cui rilevanza per la biologia dei tumori, costo inferiore, minore laboriosità rispetto ai modelli animali, riproducibilità, facilità di integrazione in screening ad alto rendimento e tecniche di imaging avanzate.
Flusso di lavoro per l’analisi di sferoidi 3D per screening ad alto rendimento
Le procedure di imaging e analisi degli sferoidi sono cruciali per comprendere la formazione e il comportamento dei microambienti tumorali. Inoltre, possono essere utili per ottenere dati più realistici e approfonditi dallo screening di farmaci antitumorali. Qui abbiamo sviluppato e ottimizzato tecniche per la formazione di sferoidi 3D, nonché metodiche di imaging confocale e analisi per lo screening ad alto rendimento.
Gli sferoidi possono essere coltivati in piastre a 96 o 384 pozzetti, trattati con composti e colorati con coloranti che permettono di identificare i processi cellulari in atto e le vie di segnalazione coinvolte. In alcuni casi, gli sferoidi possono essere sottoposti a imaging senza necessità di lavaggi. Inoltre, possono essere fissati, se desiderato.
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Coltivazione degli sferoidi – Le cellule tumorali possono essere coltivate direttamente in piastre a fondo tondo ad attacco ultra basso (Ultra-Low Attachment, ULA) o in un altro contenitore in modo che sviluppino la tipica morfologia di uno sferoide. Altri tipi di contenitori permettono la crescita di vari sferoidi in un singolo pozzetto.
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Trattamento con composti – Dopo la formazione degli sferoidi, i composti vengono aggiunti nei pozzetti alle concentrazioni desiderate e poi incubati per uno o più giorni, a seconda del meccanismo in studio.
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Colorazione per marcatori – Dopo il completamento del trattamento con i composti, vengono aggiunti coloranti direttamente nel terreno di coltura. È possibile utilizzare coloranti che non richiedono lavaggi per evitare di disturbare gli sferoidi, ma questi possono essere lavati con attenzione, anche con l’uso di sistemi automatizzati, se necessario.
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Acquisizione di immagini degli sferoidi – È possibile acquisire singole immagini o una serie di immagini a profondità diverse (z-stack) all’interno del corpo degli sferoidi utilizzando apparecchiature di imaging specializzate.
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Analisi delle cellule tumorali – Utilizzare un software di analisi per imaging cellulare per eseguire un’analisi quantitativa delle immagini delle cellule allo scopo di monitorare l’espressione di marcatori diversi e quantificare le letture biologiche.
Applicazioni e saggi
La disponibilità di metodiche di imaging e analisi 3D all’avanguardia è fondamentale per caratterizzare, riprodurre e monitorare gli sferoidi. L’uso di un software di imaging ad alto contenuto e analisi delle immagini può offrire notevoli benefici in un intricato flusso di lavoro di questo tipo. Scoprite di più sulle nostre metodiche per la ricerca sugli sferoidi esaminando le risorse qui di seguito.
Risorse per gli sferoidi
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Nota applicativa
Screening ad alto rendimento di colture cellulari 3D con molteplici sferoidi ad alta densità senza scaffold per studi di tossicità sui tumori
High-throughput screening of 3D cell cultures with multiple high density scaffold-free spheroids for cancer toxicity studies
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Importanza del microambiente cellulare nello sviluppo di farmaci più efficaci contro le malattie complesse
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Il microambiente e l’analisi di immagini 3D sono fondamentali nello sviluppo di farmaci più efficienti contro le malattie complesse
Microenvironment and 3D image analysis key in the development of more efficient drugs against complex diseases
La start-up biotecnologica incentra la sua attività sulla ricerca preclinica e lo sviluppo in vitro, con una specializzazione nell’imaging cellulare: analisi ad alto contenuto (High-Content Analysis, HCA) e screening ad alto contenuto (H…
Nota applicativa
Valutazione funzionale degli effetti di composti neurotossici e neuroattivi in co-colture neurali 3D derivate da iPSC
Functional evaluation of neurotoxic and neuroactive compound effects in iPSC-derived 3D neural co-cultures
Esiste un crescente interesse nell’uso di piattaforme più complesse, biologicamente rilevanti e con un maggior valore predittivo basate su cellule per lo sviluppo di saggi e lo screening di composti.
Pubblicazioni
Sfruttamento della più recente tecnologia di imaging per promuovere l’avanzamento della ricerca nel campo dell’angiogenesi
Harnessing the latest imaging technology to advance angiogenesis research
Dal momento in cui è stato scoperto il ruolo dell’angiogenesi nella crescita e nella sopravvivenza dei tumori, i ricercatori hanno cercato di capire meglio il meccanismo dettagliato della formazione di nuovi vasi sanguigni. Prendere di mira…
Presentazioni
Profilazione funzionale e meccanicistica della neurotossicità mediante l’uso di colture neurali 3D derivate da iPSC umane
Functional and mechanistic neurotoxicity profiling using human iPSC-derived neural 3D cultures
Esperienza nelle piattaforme neurali e cardiache derivate da iPSC umane; focus sull’adattamento delle piattaforme all’HTS e sulla produzione di soluzioni pronte per l’uso nei saggi per accelerare la scoperta farmacologica; piattaforma neurale: mocroBra…
Nota applicativa
Saggi di apoptosi in sferoidi di cellule HepG2 biostampate magneticamente
Assay apoptosis in magnetically bioprinted HepG2 spheroids
Scoprite in che modo le cellule HepG2 possono essere biostampate utilizzando un sistema di coltura cellulare tridimensionale magnetico e visualizzate sul lettore per piastre SpectraMax i3x con sistema di imaging MiniMax 300.
Nota applicativa
Acquisizione e analisi delle immagini di sferoidi con la tecnologia FUCCI sul citometro SpectraMax MiniMax
Acquire and analyze images of FUCCI spheroids on the SpectraMax MiniMax cytometer
Gli sferoidi sono piccoli microambienti cellulari tridimensionali (3D) cresciuti utilizzando una varietà di metodi di coltura specializzati come le micropiastre a bassa adesione. Questa coltura cellulare 3D conferisce…
Nota applicativa
Valutazione degli effetti dei farmaci sulla fisiologia dei cardiomiociti mediante l’uso di sferoidi cardiaci derivati da iPSC umane
Assessment of drug effects on cardiomyocyte physiology using human iPSC-derived cardiac spheroids
I modelli cellulari stanno diventando più complessi per riprodurre meglio i microambienti esistenti in vivo e per offrire un maggior valore predittivo in merito all’efficacia e alla tossicità dei composti. Vi è un crescente interesse…
Nota applicativa
Saggio di imaging multiparametrico per la misurazione della tossicità in un modello tumorale
Multi-parameter imaging assay for measuring toxicity in a tumor model
Vi è un crescente interesse nell’uso di sferoidi tridimensionali (3D) per la modellazione della biologia tissutale e dei tumori allo scopo di accelerare la ricerca traslazionale. L’obiettivo di questo studio era quello di sviluppare…
Nota applicativa
Analisi 3D e caratterizzazione morfometrica degli effetti di composti su colture di sferoidi tumorali
3D analysis and morphometric characterization of compound effects on cancer spheroid cultures
L’uso di saggi di tumorigenicità/trasformazione cellulare utilizzando colture di cellule in terreni semisolidi (agar molle o Matrigel) è consolidato nella ricerca sul cancro1,2,5. In questi saggi è necessario che…
Nota applicativa
Saggio di tossicità 3D ad alto contenuto mediante l’uso di sferoidi di epatociti derivati da iPSC
High-content 3D toxicity assay using iPSC-derived hepatocyte spheroids
Esiste un crescente interesse nella valutazione dell’uso di sferoidi tridimensionali (3D) per la modellazione della biologia dello sviluppo e dei tessuti allo scopo di accelerare la ricerca traslazionale in…
Nota applicativa
Imaging confocale ad alto rendimento di sferoidi per lo screening di composti terapeutici per i tumori
High-Throughput Confocal Imaging of Spheroids for Screening Cancer Therapeutics
Negli ultimi anni, sono stati compiuti progressi significativi nello sviluppo di aggregati di cellule tumorali in vitro da utilizzare come modelli di ambienti tissutali in vivo. Quando coltivate in un pozzetto di una…
Nota applicativa
Imaging 3D di sferoidi di cellule tumorali
3D Imaging of Cancer Cell Spheroids
Numerose linee cellulari tumorali formano sferoidi se coltivate in una matrice tridimensionale (3D) favorevole. Si ritiene che questi sferoidi riproducano la fisiologia tumorale più fedelmente rispetto alle cellule…
Pubblicazioni
Saggi fenotipici per la caratterizzazione degli effetti di composti su sferoidi cardiaci derivati da cellule staminali pluripotenti indotte
Phenotypic Assays for Characterizing Compound Effects on Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiac Spheroids
Lo sviluppo di saggi cellulari più complessi, biologicamente rilevanti e predittivi per lo screening di composti è una delle principali sfide nella scoperta farmacologica. Punto focale di questo studio era lo sviluppo di…
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Caratterizzazione fenotipica degli effetti di composti tossici su sferoidi epatici derivati da iPSC mediante l’uso di imaging confocale e analisi di immagini tridimensionali
Phenotypic Characterization of Toxic Compound Effects on Liver Spheroids Derived from iPSC Using Confocal Imaging and Three-Dimensional Image Analysis
I modelli cellulari stanno diventando più complessi per riprodurre meglio l’ambiente in vivo e per offrire un maggior valore predittivo in merito all’efficacia e alla tossicità dei composti. Vi è un crescente interesse nella valutazione…
Pubblicazioni
Saggi ad alto contenuto per la caratterizzazione della vitalità e della morfologia di colture di sferoidi tumorali 3D
High-Content Assays for Characterizing the Viability and Morphology of 3D Cancer Spheroid Cultures
Vi è un crescente interesse nell’uso di sferoidi tridimensionali (3D) per la modellazione della biologia tissutale e dei tumori allo scopo di accelerare la ricerca traslazionale. Lo sviluppo di saggi a maggior rendimento per…