Modelos tridimensionais de cultura de células: aproximando o in vitro do in vivo

Resumo

Introdução: Os avanços biotecnológicos em associação com a pressão para substituir a experimentação animal impulsionam o desenvolvimento de modelos in vitro mais fisiológicos e preditivos da resposta in vivo. Objetivo: Discutir vantagens e limitações de modelos tridimensionais (3D) de cultura de células. Método: Revisão da literatura na base PubMed utilizando os termos “3D culture”, spheroid, organoid, “organotypic culture”, “alternative model”, microfluidic, organ-on-a-chip e biotechnology, individualmente e em diferentes combinações. A pesquisa abrangeu o período de 1971 a 2017. Resultados: Ensaios tradicionais de cultura em monocamada, embora sejam amplamente utilizados, não reproduzem as interações célula-célula e célula-matriz extracelular, que criam gradientes físicos e químicos e controlam funções celulares, como sobrevivência, proliferação, diferenciação, migração e expressão de genes e proteínas. Modelos 3D de cultura de células são capazes de mimetizar um microambiente mais fisiológico. O número de publicações no período estudado reflete o crescente interesse científico no tema. Conclusões: Embora os modelos 3D tenham inequivocamente contribuído para as áreas de bioengenharia, morfogênese, oncologia e toxicologia, muitos desafios permanecem. O custo elevado de alguns destes modelos, reproduzir as características mecânicas, espaciais e temporais dos tecidos, assim como a necessidade de desenvolver protocolos padronizados devem ser considerados.