La plupart des études sur l’administration non virale de gènes se sont concentrées sur l’identification des mécanismes de transfert de gènes dans une culture cellulaire en 2D. Mais selon Integrative Biology, on comprend peu les mécanismes intracellulaires impliqués dans le transfert de gènes dans une culture cellulaire 3D. Certaines études montrent que l’équilibre entre la migration cellulaire et le taux de dégradation de la matrice améliore le transfert de gènes dans les cultures 3D et que les interactions cellule-matrice peuvent être manipulées pour moduler le transfert de gènes.

Diverses méthodes de culture cellulaire 3D ont été développées et étudiées pour tenter d’améliorer les processus de transfection. Par exemple, une étude de 2019 publiée dans Molecular Therapy : Nucleic Acids a optimisé l’utilisation de l’ARNm condensé comme alternative non virale pour produire des cellules thérapeutiques à partir de la moelle osseuse des patients. Les chercheurs ont utilisé la livraison médiée par des microparticules de l’ARNm complexé, ce qui “a permis une activité métabolique cellulaire et une transfection plus élevées” dans les conditions de culture, qui comprenaient la culture 3D, a rapporté Molecular Therapy.

Une étude de 2018 dans Scientific Reports visait à surmonter le défi de l’extinction à long terme des gènes cibles avec l’ARNsi dans la culture 3D. Les scientifiques ont constaté que les siRNA préparés avec des milieux traditionnels à sérum réduit étaient exclus à la limite du matrigel, mais que les siRNA formés et délivrés à l’aide d’un milieu de culture standard contenant du sérum étaient capables de traverser les matrigels, les sphéroïdes et les organoïdes.

La transfection est une procédure critique pour les applications de thérapie génique et de médecine régénérative. Les cellules 3D joueront un rôle important dans son avenir, car le développement de méthodes de culture cellulaire 3D est vital pour l’avancement de la médecine de précision et personnalisée.