Die meisten Studien zur nichtviralen Genübertragung haben sich auf die Identifizierung von Gentransfermechanismen in 2D-Zellkulturen konzentriert. Laut Integrative Biology ist jedoch nur wenig über die intrazellulären Mechanismen bekannt, die beim Gentransfer in einer 3D-Zellkultur eine Rolle spielen. Einige Studien zeigen, dass ein Gleichgewicht zwischen Zellmigration und Matrixabbaurate den Gentransfer in 3D-Kulturen verbessert und dass Zell-Matrix-Interaktionen manipuliert werden können, um den Gentransfer zu modulieren.

Es wurden verschiedene 3D-Zellkulturmethoden entwickelt und untersucht, um Transfektionsprozesse zu verbessern. So wurde beispielsweise in einer 2019 veröffentlichten Studie in Molecular Therapy: Nucleic Acids veröffentlichte Studie optimierte die Verwendung kondensierter mRNA als nichtvirale Alternative zur Herstellung therapeutischer Zellen aus dem Knochenmark von Patienten. Die Forscher verwendeten Mikropartikel-vermittelte Lieferung von komplexierter mRNA, die “eine höhere Zellstoffwechselaktivität und eine höhere Transfektion” unter Kulturbedingungen, einschließlich 3D-Kultur, ermöglichte, berichtete Molecular Therapy.

Eine 2018 in Scientific Reports veröffentlichte Studie zielte darauf ab, die Herausforderung der langfristigen Zielgen-Silencing mit siRNA in 3D-Kultur zu überwinden. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass siRNA, die mit herkömmlichen serumreduzierten Medien hergestellt wurden, an der Matrigelgrenze ausgeschlossen wurden, aber siRNA, die mit einem serumhaltigen Standardkulturmedium gebildet und geliefert wurden, konnten Matrigel, Sphäroide und Organoide durchdringen.

Die Transfektion ist ein kritisches Verfahren für Gentherapie und regenerative Medizinanwendungen. 3D-Zellen werden in Zukunft eine wichtige Rolle spielen, da die Entwicklung von 3D-Zellkulturmethoden für den Fortschritt in der Präzisions- und personalisierten Medizin von entscheidender Bedeutung ist.