eifcЭпизоотология Иммунобиология Фармакология СанитарияEpizootology Immunobiology Pharmacology Sanitation2224-168XИнститут экспериментальной ветеринарии им. С.Н. Вышелесскогоeifc-158Research ArticleФАРМАКОЛОГИЯFARMACOLOGYФормирование и использование многоклеточных сфероидов в качестве универсальной исследовательской платформы (обзор)Formation and use of multicellular spheroids as a universal research plat- form (review)НиколаевичЛ. Н.NikolaevichL. N.

кандидат биологических наук, доцент

Минск

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor

Minsk

ЗгировскаяА. А.ZgirovskayaA. A.

кандидат биологических наук

Минск

Candidate of Biological Sciences

Minsk

БорисовецД. С.BorisovetsD. S.

кандидат ветеринарных наук, доцент

Минск

Candidate of Veterinary Sciences, Associate Professor

Minsk

ОсипенкоА. Е.OsipenkoA. E.

младший научный сотрудник

Минск

junior research assistant

Minsk

РУП «Институт экспериментальной ветеринарии им. С.Н. Вышелесского»RUE "S.N. Vyshelessky Institute of Experimental Veterinary Medicine"202412082024014550Copyright © Николаевич Л.Н., Згировская А.А., Борисовец Д.С., Осипенко А.Е., 20242024Николаевич Л.Н., Згировская А.А., Борисовец Д.С., Осипенко А.Е.Nikolaevich L.N., Zgirovskaya A.A., Borisovets D.S., Osipenko A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://eifc.belal.by/jour/article/view/158

   В статье проведен обзор отечественной и зарубежной литературы, проанализированы различные методические протоколы формирования сфероидов в зависимости от типа культивируемых клеток и их использование в качестве клеточного субстрата для применения в биологии, медицине и ветеринарии.

   The article reviews domestic and foreign literature and analyses various methodical protocols of formation of spheroids depending on the type of cultivated cells and their use as a cellular substrate for use in biology, medicine and veterinary science.

многоклеточные сфероидыметоды исследованийmulticellular spheroidsresearch methodsReferencesOrgan printing: Tissue spheroids as building blocks / V. Mironov [et al.] // Biomaterials. – 2009. – Vol. 30, № 12. – P. 2164–2174.Organ printing: Tissue spheroids as building blocks / V. Mironov [et al.] // Biomaterials. – 2009. – Vol. 30, № 12. – P. 2164–2174.Создание трехмерных клеточных моделей для решения теоретических и практических задач современной онкологии / Е. А. Просекин [и др.] // Вопросы онкологии. – 2019. – Т. 65, № 5. – С. 629–637.Создание трехмерных клеточных моделей для решения теоретических и практических задач современной онкологии / Е. А. Просекин [и др.] // Вопросы онкологии. – 2019. – Т. 65, № 5. – С. 629–637.Способ получения сфероидов клеток HepaRG в среде без диметилсульфоксида : пат. RU 2661105 / Д. А. Сахаров, О. А. Бурмистрова, А. Г. Тоневицкий. – Опубл. 21. 01. 2016.Способ получения сфероидов клеток HepaRG в среде без диметилсульфоксида : пат. RU 2661105 / Д. А. Сахаров, О. А. Бурмистрова, А. Г. Тоневицкий. – Опубл. 21. 01. 2016.Формирование мультиклеточных сфероидов в культурах клеток надпочечников поросят разного возраста / Е. М. Ушакова [и др.] // Вістник проблем біології і медицини. – 2018. – Вип. 1, т. 1 (142). – С. 79–83.Формирование мультиклеточных сфероидов в культурах клеток надпочечников поросят разного возраста / Е. М. Ушакова [и др.] // Вістник проблем біології і медицини. – 2018. – Вип. 1, т. 1 (142). – С. 79–83.Organ printing: Computer-aided jet-based 3D tissue engineering / V. Mironov [et al.] // Trends Biotechnol. – 2003. – Vol. 21, № 4. – P. 157–161.Organ printing: Computer-aided jet-based 3D tissue engineering / V. Mironov [et al.] // Trends Biotechnol. – 2003. – Vol. 21, № 4. – P. 157–161.Engineering biological structures of prescribed shaped using self-assembling multicellular systems / K. Jakab [et al.] // Proc Natl Acad Sci USA. – 2004. – Vol. 101, № 9. – P. 2864–2869.Engineering biological structures of prescribed shaped using self-assembling multicellular systems / K. Jakab [et al.] // Proc Natl Acad Sci USA. – 2004. – Vol. 101, № 9. – P. 2864–2869.The utility of biomedical scaffolds laden with spheroids in various tissue engineering applications / S. J. Chae [et al.] // Theranostics. – 2021. – Vol. 11, № 14. – P. 6818–6832.The utility of biomedical scaffolds laden with spheroids in various tissue engineering applications / S. J. Chae [et al.] // Theranostics. – 2021. – Vol. 11, № 14. – P. 6818–6832.One-year clinical and radiological results of a prospective, investigator-initiated trial examining a novel, purely autologous 3-Dimensional autologous chondrocyte transplantation product in the knee / S. Fickert [et al.] // Cartilage. – 2012. – Vol. 3, № 1. – P. 27–42.One-year clinical and radiological results of a prospective, investigator-initiated trial examining a novel, purely autologous 3-Dimensional autologous chondrocyte transplantation product in the knee / S. Fickert [et al.] // Cartilage. – 2012. – Vol. 3, № 1. – P. 27–42.Tseng, T. C. Substrate-mediated nanoparticle/gene delivery to MSC spheroids and their applications in peripheral nerve regeneration / T. C. Tseng, S. hui Hsu // Biomaterials. – 2014. – Vol. 35, № 9. – P. 2630–2641.Tseng, T. C. Substrate-mediated nanoparticle/gene delivery to MSC spheroids and their applications in peripheral nerve regeneration / T. C. Tseng, S. hui Hsu // Biomaterials. – 2014. – Vol. 35, № 9. – P. 2630–2641.Bone regeneration in calvarial defects in a rat model by implantation of human bone marrow-derived mesenchymal stromal cell spheroids / H. Suenaga [et al.] // J Mater Sci Mater Med. – 2015. – Vol. 26, № 11. – P. 254.Bone regeneration in calvarial defects in a rat model by implantation of human bone marrow-derived mesenchymal stromal cell spheroids / H. Suenaga [et al.] // J Mater Sci Mater Med. – 2015. – Vol. 26, № 11. – P. 254.Co-cultured spheroids of human periodontal ligament mesenchymal stem cells and vascular endothelial cells enhance periodontal tissue regeneration / K. Sano [et al.] // Regen Ther. – 2020. – Vol. 14. – P. 59–71.Co-cultured spheroids of human periodontal ligament mesenchymal stem cells and vascular endothelial cells enhance periodontal tissue regeneration / K. Sano [et al.] // Regen Ther. – 2020. – Vol. 14. – P. 59–71.Scalable production of controllable dermal papilla spheroids on PVA surfaces and the effects of spheroid size on hair follicle regeneration / Y. C. Huang [et al.] // Biomaterials. – 2013. – Vol. 34, № 2. – P. 442–451.Scalable production of controllable dermal papilla spheroids on PVA surfaces and the effects of spheroid size on hair follicle regeneration / Y. C. Huang [et al.] // Biomaterials. – 2013. – Vol. 34, № 2. – P. 442–451.Three-dimensional spheroid cell culture of umbilical cord tissue-derived mesenchymal stromal cells leads to enhanced paracrine induction of wound healing / J. M. Santos [et al.] // Stem Cell Res Ther. – 2015. – Vol. 6, № 1. – P. 90.Three-dimensional spheroid cell culture of umbilical cord tissue-derived mesenchymal stromal cells leads to enhanced paracrine induction of wound healing / J. M. Santos [et al.] // Stem Cell Res Ther. – 2015. – Vol. 6, № 1. – P. 90.Первый опыт трансплантации 3D-сфероидов ретинального пигментного эпителия в эксперименте / С. А. Борзенок [и др.] // Офтальмохирургия. – 2019. – Т. 1. – С. 27–32.Первый опыт трансплантации 3D-сфероидов ретинального пигментного эпителия в эксперименте / С. А. Борзенок [и др.] // Офтальмохирургия. – 2019. – Т. 1. – С. 27–32.Spheroid culture as a tool for creating 3D complex tissues / E. Fennema [et al.] // Trends Biotechnol. – 2013. – Vol. 31, № 2. – P. 108–115.Spheroid culture as a tool for creating 3D complex tissues / E. Fennema [et al.] // Trends Biotechnol. – 2013. – Vol. 31, № 2. – P. 108–115.Underhill, G. H. Bioengineered liver models for drug testing and cell differentiation studies / G. H. Underhill, S. R. Khetani // CMGH. – 2018. – Vol. 5, № 3. – P. 426–439.Underhill, G. H. Bioengineered liver models for drug testing and cell differentiation studies / G. H. Underhill, S. R. Khetani // CMGH. – 2018. – Vol. 5, № 3. – P. 426–439.Promising applications of tumor spheroids and organoids for personalized medicine / Z. Gilazieva [et al.] // Cancers (Basel). – 2020. – Vol. 12, № 10. – P. 2727.Promising applications of tumor spheroids and organoids for personalized medicine / Z. Gilazieva [et al.] // Cancers (Basel). – 2020. – Vol. 12, № 10. – P. 2727.Han, S. J. Challenges of applying multicellular tumor spheroids in preclinical phase / S. J. Han, S. Kwon, K. S. Kim // Cancer Cell Int. – 2021. – Vol. 21, № 1. – P. 152.Han, S. J. Challenges of applying multicellular tumor spheroids in preclinical phase / S. J. Han, S. Kwon, K. S. Kim // Cancer Cell Int. – 2021. – Vol. 21, № 1. – P. 152.Сфероиды НЕК2-положительной аденокарциномы молочной железы человека как модель для тестирования противоопухолевых иммунотоксинов / И. В. Балалаева [ и др.] // Acta Naturae. – 2017. – Vol. 9, № 1 (32). – С. 40–46.Сфероиды НЕК2-положительной аденокарциномы молочной железы человека как модель для тестирования противоопухолевых иммунотоксинов / И. В. Балалаева [ и др.] // Acta Naturae. – 2017. – Vol. 9, № 1 (32). – С. 40–46.Fabrication and evaluation of nanocontainers for lipophilic anticancer drug delivery in 3D in vitro model / T. Borodina [et al.] // J Biomed Mater Res B Appl Biomater. – 2021. – Vol. 109, № 4. – P. 527–537.Fabrication and evaluation of nanocontainers for lipophilic anticancer drug delivery in 3D in vitro model / T. Borodina [et al.] // J Biomed Mater Res B Appl Biomater. – 2021. – Vol. 109, № 4. – P. 527–537.3D in vitro bioengineered tumors based on collagen I hydrogels / C. S. Szot [et al.] // Biomaterials. – 2011. – Vol. 32. – P. 7905–7912.3D in vitro bioengineered tumors based on collagen I hydrogels / C. S. Szot [et al.] // Biomaterials. – 2011. – Vol. 32. – P. 7905–7912.Elliott, N. T. A review of three-dimensional in vitro tissue models for drug discovery and transport studies / N. T. Elliott, F. Yuan // J Pharm. Sci. – 2011. – Vol. 100. – P. 59–74.Elliott, N. T. A review of three-dimensional in vitro tissue models for drug discovery and transport studies / N. T. Elliott, F. Yuan // J Pharm. Sci. – 2011. – Vol. 100. – P. 59–74.Метод получения трехмерных клеточных сфероидов: универсальный инструмент для изучения цитотоксических свойств противоопухолевых соединений in vitro / А. С. Согомонян [и др.] // ACTA NATURAE, 2022. – Т. 14, № 1 (52). – С. 92–100.Метод получения трехмерных клеточных сфероидов: универсальный инструмент для изучения цитотоксических свойств противоопухолевых соединений in vitro / А. С. Согомонян [и др.] // ACTA NATURAE, 2022. – Т. 14, № 1 (52). – С. 92–100.Данилова, А. Б. Оценка эффективности использования тумороидов для индивидуального подбора лекарственной терапии солидных опухолей / А. Б. Данилова [и др.] // Вопросы онкологии. – 2021. – Т. 67, № 6. – С. 815–828.Данилова, А. Б. Оценка эффективности использования тумороидов для индивидуального подбора лекарственной терапии солидных опухолей / А. Б. Данилова [и др.] // Вопросы онкологии. – 2021. – Т. 67, № 6. – С. 815–828.Foty, R. A simple hanging drop cell culture protocol for generation of 3D spheroids / R. Foty // J Vis Exp. – 2011. – № 51. – P. 2720.Foty, R. A simple hanging drop cell culture protocol for generation of 3D spheroids / R. Foty // J Vis Exp. – 2011. – № 51. – P. 2720.Engineering vascularized tissue / R. K. Jain [et al.] // Nat Biotechnol. – 2005. – Vol. 23, № 7. – P. 821–823.Engineering vascularized tissue / R. K. Jain [et al.] // Nat Biotechnol. – 2005. – Vol. 23, № 7. – P. 821–823.Optical coherence tomography detects necrotic regions and volumetrically quantifies multicellular tumor spheroids / Y. Huang [et al.] // Cancer Res. – 2017. – Vol. 77, № 21. – P. 6011–6020.Optical coherence tomography detects necrotic regions and volumetrically quantifies multicellular tumor spheroids / Y. Huang [et al.] // Cancer Res. – 2017. – Vol. 77, № 21. – P. 6011–6020.Андреева, Е. Р. Гипоксический стресс как индуктор активации потенциала мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток / Е. Р. Андреева, М. В. Погодина, Л. Б. Буравкова // Физиология человека. – 2015. – Т. 41, № 2. – P. 123–129.Андреева, Е. Р. Гипоксический стресс как индуктор активации потенциала мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток / Е. Р. Андреева, М. В. Погодина, Л. Б. Буравкова // Физиология человека. – 2015. – Т. 41, № 2. – P. 123–129.Данилова, А. Б. Разработка и характеристика трехмерных клеточных моделей для индивидуализации лечения онкологических больных / А. Б. Данилова, Е. А. Нехаева, Н. А. Ефремова // Сибирский онкологический журнал. – 2021. – Т. 20, № 5. – С. 58–74.Данилова, А. Б. Разработка и характеристика трехмерных клеточных моделей для индивидуализации лечения онкологических больных / А. Б. Данилова, Е. А. Нехаева, Н. А. Ефремова // Сибирский онкологический журнал. – 2021. – Т. 20, № 5. – С. 58–74.Микрокапсулированные мультиклеточные опухолевые сфероиды: получение и использование в качестве модели in vitro для тестирования лекарств / А. М. Цой [и др.] // Биомедицинская химия. – 2010. – Т. 56, вып. 6. – С. 674–685.Микрокапсулированные мультиклеточные опухолевые сфероиды: получение и использование в качестве модели in vitro для тестирования лекарств / А. М. Цой [и др.] // Биомедицинская химия. – 2010. – Т. 56, вып. 6. – С. 674–685.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.