Son yıllarda ortaya çıkan mikroakışkan hücre kültürü sistemleri, hücre biyolojisi araştırmalarında önemli bir etki yaratma potansiyeli olan bir teknoloji olarak belirmektedir. Vücudumuzdaki bir çok hücre dolaşıma katılmaz bunun yerine hayatta kalmak için ekstrasellüler (hücre dışı) matriks denilen ortama bağlıdırlar. Örneğin integrin adı verilen proteinler hücrelerin matrikse fiziksel bağlanması ve fokal adezyon bölgelerinden spesifik sinyalleri alarak hücre içindeki iskelet makinelerine iletirler. Dolayısıyla, integrin de dahil olmak üzere birçok hücre için iskelet proteinleri 3 boyutlu fiziksel mikroçevrede varlık gösterirler.
Tablo 1: Mikroakışkan ve Geleneksel Hücre Kültürlerinin Karşılaştırılması
| Gereklilikler | Geleneksel Hücre Kültürü | Mikroakışkan Hücre Kültürü |
| Sıcaklık ve gazların kontrolü | Yüksek düzeyde sıvı hacminden dolayı hızlı değişiklikler önlenir. | Küçük düzeyde hacim dinamik kontrole sebep olur. |
| Metabolitlerin uzaklaştırılması ve besinlerin eklenmesi | Çoğunlukla olası değil | Mümkün |
| Protein ve ilaç ile uyarılma ve eş zamanlı görüntüleme | Mümkün değil | Mümkün |
| Tek hücre manipülasyonu ve analizi | Manüel olarak mümkün, hassas değil | Hassas |
| Hücre kültürü tasklarının otomasyonu | Pahalı | Ucuz |
| Hücre assaylarinn paralelizasyonu | Mümkün değil | Yüksek kapasiteyle mümkün |
2 boyutlu platformlarda hücre kültürü, büyük miktarda hücre ve bu hücrelerin davranışlarının gerçek zamanlı analizini ve floresans saptama yöntemlerini kontrol etmek için uygun olabilmektedir. Mikroakışkan cihazlarda 2 boyutlu hücre kültürü, hücresel tepkilerin ve canlılığın araştırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Mikroakışkan bazlı hücre kültürü sistemleri, sürdürülebilir bir mikro ortamda 2 boyutlu hücre kültürü için hem statik hem de sürekli perfüzyon için kullanılmıştır. 2 boyutlu hücre kültürü sistemlerinde, hücreler bir yüzeyde bir tek tabakalı olarak kültürlenir. Ancak bu sistemler vücuttaki hücrelerin sahip olduğu morfolojiyi mimik etmezler.
Mikroakışkan cihazlarda PDMS denilen litografi tekniğine dayalı silikon tabanlı elastomerik materyaller kullanılmaktadır. PDMS aynı zamanda hücrelere toksik olmayan, gaz geçişine müsade veren ve mükemmel bir şekilde optik uyumlu bir moleküldür. Mikroakışkan hücre kültürü cihazlarında küçük hacme sahip sıvının transferini sağlayan pompalar ve kapakçıklar bulunmaktadır. Örneğin sabit sıvı akışları besin akışını hücrelere sağlarken aynı zamanda atık ürünleri uzaklaştırmaktadır.
Bu sayede 3 boyutlu hücre kültürü ortamları in vivo olarak mimik edilmektedir.
Kaynaklar:
Huh, D., Hamilton, G. A., & Ingber, D. E. (2011). From 3D cell culture to organs-on-chips. Trends in cell biology, 21(12), 745-754.
Young, E. W., & Beebe, D. J. (2010). Fundamentals of microfluidic cell culture in controlled microenvironments. Chemical Society Reviews, 39(3), 1036-1048.
İlk yorum yapan olun