Basalmembranartige Matrix

Eine basalmembranartige Matrix (englisch basement membrane-like matrix) ist eine komplexe Mischung von Biomolekülen, die in der 3D-Zellkultur und beim Tissue Engineering als Wachstumsgrundlage (Matrix, Zellsubstrat) verwendet wird.[1] Markennamen für basalmembranartige Matrices sind z. B. Matrigel, BME, EHS matrix.[2][3]

Eigenschaften

Basalmembranartige Matrices haben strukturelle, mechanische und funktionelle Ähnlichkeiten mit der Basalmembran von tierischem Gewebe.[4] Die Basalmembran ist eine spezialisierte Form einer extrazellulären Matrix (EZM), die in verschiedenen Geweben des Körpers zu finden ist.

Eine kommerziell erhältliche Art der basalmembranartigen Matrix wir aus dem Engelbreth-Holm-Swarm-(EHS-)Sarkom aus Mäusen gewonnen.[1] Sie enthält unter anderem Laminin, Entactin, Kollagen und Heparansulfat-Proteoglykane.[1] Die basalmembranartige Matrix von EHS-Zellen bildet bei 37 °C ein Hydrogel aus, während es bei 4 °C flüssig ist. Im Vergleich zu Polylysin-beschichteten Zellkulturflaschen erzeugt Matrigel eine veränderte dreidimensionale Zellverbandstruktur.[3]

Andere basalmembranartige Matrices sind Hydrogele aus natürlichen und/oder synthetischen Polymeren.[4] Diese Hydrogele können mit verschiedenen EZM-Bestandteilen beliebig komplex kombiniert werden.[5]

In der Zellkultur von Stammzellen können teilweise Fütterzellen durch eine basalmembranartige Matrix ersetzt werden.[6] Basalmembranartige Matrices werden in der onkologischen Forschung bei der Etablierung von Tumormodellen den zu injizierenden Tumorzellen beigemischt.[2] Ebenso wird sie bei der Erzeugung von Organoiden verwendet.[5]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c C. S. Hughes, L. M. Postovit, G. A. Lajoie: Matrigel: a complex protein mixture required for optimal growth of cell culture. In: Proteomics. Band 10, Nummer 9, Mai 2010, ISSN 1615-9861, S. 1886–1890, doi:10.1002/pmic.200900758, PMID 20162561.
  2. ↑ a b G. Benton, H. K. Kleinman, J. George, I. Arnaoutova: Multiple uses of basement membrane-like matrix (BME/Matrigel) in vitro and in vivo with cancer cells. In: International journal of cancer. Journal international du cancer. Band 128, Nummer 8, April 2011, ISSN 1097-0215, S. 1751–1757, doi:10.1002/ijc.25781, PMID 21344372.
  3. ↑ a b I. Arnaoutova, J. George, H. K. Kleinman, G. Benton: The endothelial cell tube formation assay on basement membrane turns 20: state of the science and the art. In: Angiogenesis. Band 12, Nummer 3, 2009, ISSN 1573-7209, S. 267–274, doi:10.1007/s10456-009-9146-4, PMID 19399631.
  4. ↑ a b Puja Jain, Sebastian Bernhard Rauer, Martin Möller, Smriti Singh: Mimicking the Natural Basement Membrane for Advanced Tissue Engineering. In: Biomacromolecules. Band 23, Nr. 8, 8. August 2022, ISSN 1525-7797, S. 3081–3103, doi:10.1021/acs.biomac.2c00402, PMID 35839343, PMC 9364315 (freier Volltext) – (acs.org [abgerufen am 26. November 2023]).
  5. ↑ a b M. T. Kozlowski, C. J. Crook, H. T. Ku: Towards organoid culture without Matrigel. In: Communications biology. Band 4, Nummer 1, Dezember 2021, S. 1387, doi:10.1038/s42003-021-02910-8, PMID 34893703, PMC 8664924 (freier Volltext).
  6. ↑ C. Xu, M. S. Inokuma, J. Denham, K. Golds, P. Kundu, J. D. Gold, M. K. Carpenter: Feeder-free growth of undifferentiated human embryonic stem cells. In: Nature Biotechnology. Band 19, Nummer 10, Oktober 2001, ISSN 1087-0156, S. 971–974, doi:10.1038/nbt1001-971, PMID 11581665.