3D-Technology of the Formation and Maintenance of Single Dormant Microspheres from 2000 Human Somatic Cells and Their Reactivation In Vitro

Abstract

We developed an original reproducible 3D-technology for preparation of single dormant microspheres consisting of 2000 somatic cells. The dynamics of microsphere assembly from mesenchymal and epithelial cells of retinal pigment epithelium was traced using time-lapse microscopy: formation of a loose aggregate over 24 h followed by its gradual consolidation and formation of a compact viable microsphere with a diameter of 100-150 μ by day 7. The cell number in the formed microspheres remains unchanged. Reactivation observed upon fusion of epithelial and/or mesenchymal microspheres results in the formation of a united compact microtissue. The fusion dynamics reproduces spherogenesis irrespective of the initial amount of co-cultured microspheres. Reactivation via two-step induced angiogenesis opens new prospects for production of vascularized microspheres and microtissues.

Laser-based technique for controlled damage of mesenchymal cell spheroids: a first step in studying reparationin vitro

“…In addition, the cultivation of BM MMSC under 3D conditions stimulated an active expression of mitogens, angiogenic and anti-inflammatory factors, and numerous cytokines ( Cesarz and Tamama, 2016 ; Heo et al, 2016 ; Bartosh et al, 2010 ). Previous studies into the selection of optimal conditions for self-assembly of different types of cells in the 3D system influenced by gravitational forces and data about structure of obtained spheroids ( Kosheleva et al, 2015 ; Repin et al, 2014 ) are consistent with the present data. The obtained seven-day BM MMSC spheroids (with 150-200 μm diameter) consisted of two to four layers of dense flattened surface cells and a loose inner zone containing polygonal cells and the extracellular matrix.…”

“…Different culture systems, such as ‘hanging drop’, nonadherent microplates, nonadherent and modified surfaces and rotary bioreactors, are used for obtaining cellular spheroids without the addition of the exogenous matrix ( Benien and Swami, 2014 ; Kelm et al, 2003 ). Regardless of the technique used, mesenchymal cells from various sources are capable of forming viable dense spheroids under 3D conditions ( Cesarz and Tamama, 2016 ; Repin et al, 2014 ; Zimmermann and McDevitt, 2014 ; Saburina et al, 2013 ).…”

“…Many cell types have a natural tendency to aggregate; therefore, spheroids can be obtained from one or more cell types ( Haycock, 2011 ). In particular, in their work, V.S. Repin and co-authors (2014) reveal a consistent pattern in the formation of spheroids from cells of epithelial and mesenchymal phenotypes.…”

Morphofunctional Features of Fibroblasts Line L929 in 3d-Culture

“…Тенденції медико-біологічних досліджень останніх років вказують на переваги культивування клітин в умовах 3D [1][2][3][4]. Розробка простих і інформативних культуральних модельних систем, в яких функціонування фібробластів максимально наближені до умов in vivo є актуальним завданням [5][6][7][8][9]. Зокрема, багатоклітинні сфероїди використовують для скринінгу препаратів, оскільки вони мають значну перевагу порівняно з моношаровими культурами: експериментатори отримують можливість проводити аналіз у просторовому контексті взаємодій клітина-клітина і клітина-матрикс [5].…”

In Vitro Investigation of the Transplantation Prospects of Multicellular Spheroid Microaggregates of Donor Retinal Pigment Epithelium

“…Поскольку процесс формирования сфероидов различной морфологии пока не поддается нашему контролю и носит стохастический характер, суммарно мы получили избыточное количество сфероидов -свыше 2000, из которых было отобрано одинаковое количество сфероидов различной морфологии («гладкие» и «бахромчатые») и различных посевных количеств (по 500, 1000, 5000, 25 000, 125 000 клеток) -по 16 сфероидов каждого из 10 вариантов от 11 доноров (по 160 сфероидов от каждого донора, 1760 сфероидов всего). При выборе посевных количеств клеток для конструирования сфероидов мы опирались на данные исследований по формированию жизнеспособных сфероидов при трехмерном культивировании от нескольких сотен и тысяч [7,8] до нескольких сотен тысяч клеток [9].…”