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Einleitung: Um in vivo Versuche bei der Erforschung der peripheren Nervenregeneration auf ein Mindestmaß reduzieren zu können, sind geeignete in vitro Modelle wünschenswert. Aktuell verwendeten zweidimensionalen (2D) Modellen mangelt es an den vielfältigen Interaktionsmöglichkeiten dreidimensionaler (3D) Gewebe. Wir konnten ein 3D sphäroidales Cokulturmodell etablieren, welches aus NG108-15- (NG) und Schwannzellen (SZ) besteht. Um dieses Modell zu validieren, wurde die sphräroidale Cokultur mit einer sphäroidalen Cokultur aus Hinterstrangganglienzellen (DRG) und SZ verglichen und es wurde untersucht ob sich das Modell unter Stimulation und Inhibition physiologisch verhält.

Methoden: SZ wurden aus Nervi ischiadici neonataler Ratten gewonnen; als neuronale Zellen wurden NG (eine Hybridzelllinie aus Maus Neuroblastom und Ratten Gliomzellen) und DRG verwendet. NG und DRG wurden mit PKH26 in vivo angefärbt und SZ mit CFDA-SE. NG-SZ- und DRG-SZ-Cosphäroide wurden im hängenden Tropfen hergestellt und in eine Kollagenmatrix eingebettet. Zur Stimulation wurde Beta-NGF genutzt und proBDNF zur Inhibition. Die Länge der Aussprossungen und die Durchmesser der Sphäroide wurden mit einem Axioplan Mikroskop (Zeiss) und der Axiovision Software (Zeiss) gemessen.

Ergebnisse: NG-SZ- und DRG-SZ-Cosphäroide zeigten vergleichbare mittlere Aussprossungslängen über 10 Tage und auch eine vergleichbare Morphologie der Aussprossungen über die ersten 5 Tage in Kultur. Während sich bei den NG-SZ-Cosphäroiden mehrere Aussprossungen mit Umscheidung ausbildeten, wuchs bei den Cosphäroiden mit DRGs je nur eine dünne Aussprossung aus. NG-SZ- Cosphäroide unter Stimulation zeigten signifikant längere Aussprossungen über 10 Tage hinweg. Das Längenwachstum konnte durch proBDNF für 5 Tage in Kultur signifikant gehemmt werden.

Zusammenfassung: Das 3D Sprouting Assay aus NG-SZ-Cosphäroiden zeigt ein ähnliches Aussprossungsverhalten verglichen mit primären Zellen in sphäroidaler Cokultur mit SZ. Es kann außerdem stimuliert und gehemmt werden. Das Modell ist somit ein leicht modifizier- und auswertbares 3D in vitro Modell der peripheren Nervenregeneration und soll in Zukunft sowohl als Vorversuchsmodell für klinisch orientierte Forschung dienen, als auch ein 3D-Modell für Grundlagenforschung zur Regeneration des peripheren Nervensystems sein.