Der Hauptunterschied zwischen 2D- und 3D-Zellkultur besteht darin, dass die 2D-Zellkultur eine künstliche flache Oberfläche verwendet, typischerweise eine Petrischale oder eine Zellkulturplatte, während die 3D-Zellkultur ein Substrat verwendet, das die extrazelluläre Matrix dieses bestimmten Zelltyps nachahmt.

Zellkultur ist der Prozess, bei dem Zellen unter kontrollierten Bedingungen im Allgemeinen außerhalb ihrer natürlichen Umgebung wachsen. Es gibt zwei Arten von 2D- und 3D-Zellkulturen. Sowohl 2D- als auch 3D-Zellkultursysteme eignen sich hervorragend für In-vitro-Tests von Therapeutika, Arzneimitteln und anderen biochemisch aktiven Verbindungen und können als Alternative zu Tierversuchen angesehen werden. Diese beiden Kultursysteme unterscheiden sich voneinander durch die Zelladhäsionsfläche.

INHALT

1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist 2D-Zellkultur?
3. Was ist 3D-Zellkultur?
4. Ähnlichkeiten zwischen 2D- und 3D-Zellkultur
5. Vergleich nebeneinander - 2D- und 3D-Zellkulturen in Tabellenform
6. Zusammenfassung

Was ist 2D-Zellkultur?

2D-Zellkultur ist eine der am häufigsten praktizierten Formen der Zellkultur, da sie von Natur aus weniger aufwändig ist. Während der 2D-Zellkultur bildet sich eine Monoschicht-Zellkultur auf einem Zellkulturkolben oder einer Petrischale. Darüber hinaus hält die 2D-Zellkultur Suspensionskulturen nicht aufrecht. Da das Wachstum nur auf einer ebenen Monoschichtoberfläche erfolgt, ist die Zellmorphologie bei der 2D-Zellkultivierung begrenzt. Somit erhalten die Zellen eine homogene Menge an Nährstoffen, und daher erscheinen die Zellen gewöhnlich als flache Zellen.

Ebenso ist es einfach, die Zellen zu entfernen, da die Zellen nur in einer Monoschicht existieren. Daher verhalten sich die Zellen nicht so, wie sie sich in ihrem normalen Umgebungszustand befunden hätten. Aufgrund dieser Tatsache können wir die Prozesse wie Zellproliferation, Apoptose und Differenzierung in 2D-Zellkultursystemen nicht gut analysieren. Im Gegensatz dazu können wir die Experimente in Bezug auf die Bioaktivität einer Verbindung und biochemische Reaktionen über 2D-Zellkulturen analysieren.

Was ist 3D-Zellkultur?

Bei der 3D-Zellkultur wird eine dreidimensionale künstliche Matrix verwendet, die so angepasst wurde, dass sie die native Umgebung der Zellen nachahmt. Somit wachsen die Zellen wie in ihrer natürlichen Umgebung, und die Zellen zeigen ein gutes Potenzial, ohne Einschränkungen zu wachsen, sich zu vermehren und zu differenzieren. Auf diese Weise können wir das Verhalten der Zelle und die Reaktionen der Zellen unter ihren eigenen Umgebungsbedingungen untersuchen.

Da die Zellen nicht in Monoschichten gezüchtet werden, erhalten sie keine homogene Menge an Nährstoffen. Die in 3D-Zellkultursystemen gezüchteten Zellen haben eine sphäroidische Form.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen 2D- und 3D-Zellkultur?


  • Bei beiden handelt es sich um spezielle Zellkulturmedien.
    Die wachsenden Zellen können unter Fluoreszenzmikroskopie oder Elektronenmikroskopie beobachtet werden
    Beide werden in Drogentestprotokollen verwendet, um die Aktivität zu bewerten.

Was ist der Unterschied zwischen 2D- und 3D-Zellkultur?

Die Zellkultur kann 2D oder 3D sein. 2D-Zellkultur verwendet eine künstliche flache Oberfläche, um Zellen zu züchten, während 3D-Zellkultur eine künstliche Matrix verwendet, die die ursprüngliche Umgebung der Zellen nachahmt. Daher wachsen, proliferieren und differenzieren Zellen in 3D-Zellkultur und zeigen normales Verhalten und normale Funktionen.

Die folgende Infografik bietet eine aussagekräftigere Analyse des Unterschieds zwischen 2D- und 3D-Zellkultur.

Unterschied zwischen 2D- und 3D-Zellkultur in Tabellenform

Zusammenfassung - 2D vs 3D Zellkultur

2D- und 3D-Zellkultursysteme haben eine große Bedeutung bei der Arzneimittelprüfung und Arzneimittelentdeckung. 2D-Zellkulturen werden auf einer künstlichen Haftfläche wie einem Zellkulturkolben verwendet, wohingegen 3D-Zellkulturen auf einer künstlichen extrazellulären Matrix verwendet werden. Um das Verhalten, die Prozesse und andere biochemische Veränderungen von Zellen zu untersuchen, ist die 3D-Zellkultivierung besser geeignet, obwohl 2D-Zellkulturen weniger aufwändig und kostengünstiger sind. Daher ist dies der Unterschied zwischen 2D- und 3D-Zellkultur.

Referenz:

1. Duval, Kayla et al. "Modellierung physiologischer Ereignisse in 2D- und 3D-Zellkultur". Fortschritte in der Pädiatrie, US-amerikanische Nationalbibliothek für Medizin, Juli 2017. Hier erhältlich
2. Edmondson, Rasheena et al. "Dreidimensionale Zellkultursysteme und ihre Anwendungen in der Wirkstoffforschung und zellbasierten Biosensoren". Fortschritte in der Pädiatrie., US-amerikanische Nationalbibliothek für Medizin, 1. Mai 2014. Hier erhältlich

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "3D-Zellkultivierung durch Magnetschwebebahn" von Dmtimm in der Wikipedia auf Englisch, (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia