Для воспроизведения трехмерного роста опухолевых клеток в краткосрочных культурах, мы использовали диффузионные камеры. Применение этого метода культивирования позволяет длительно поддерживать жизнеспособность и функциональную активность фрагментов органов или клеточных популяций. В результате проведенных исследований установлена линейная зависимость числа сформированных очагов трехмерного роста — сфероидов — от дозы вносимых в диффузионную камеру клеток. Оптимальное сфероида образование наблюдалось при внесении в камеру опухолевых клеток, В таких условиях уже через 3 сут культивирования на поверхности миллипорных фильтров формировались многослойные колонии подобные структуры, состоящие из округлых или удлиненных клеток, ориентированных по спирали вокруг центра такой структуры. Границы этих организованных клеточных скоплений в большинстве случаев четко очерчены.
Между такими структурами, которые при малом Увеличении выглядят как правильные выпуклые полусферы, находились относительно немногочисленные изолированные опухолевые клетки я строгальные элементы. Сфероиды равномерно располагались на фильтрах, значительно увеличивались в размерах к 8-ым суткам культивирования, сохраняя форму правильных полусфер, они резко конкурировали и были видны невооруженным глазом на окрашенных фильтрах. Феномен сфсроидообразования нам удалось воспроизвести при культивировании экспериментальных и человеческих опухолей различного генеза и разной степени злокачественности: полиморфно клеточные рабдомиосаркомы, индуцированные 20-МХ, и саркомы, вирусом Болони у мышей; рак молочной железы, легких, желудка, пищевода, прямой кишки человека. Сфероиды образовывались и в полужидком агаре, помещенном в диффузионные камеры.
Необходимо отметить, что сфероиды, формируемые различными опухолевыми клетками, имеют сходство, несмотря на неодинаковую эффективность их образования, некоторую вариабельность размеров плотности упаковки клеток. Это структурное сходство заключается прежде всего в упорядоченности расположения клеток в сфероидах, т. е. в их ориентации по спирали. Наш опыт изучения сфероида образования позволяет прийти к заключению, что способностью формировать такие структуры, по-видимому, обладает только часть клеток опухоли, помещенных в диффузионные камеры. При этом число образуемых сфероидов является в определенной степени индивидуальной характеристикой данной опухоли. Варьируя в достаточно широких пределах — от 20 до 50 — при эксплантации равного числа клеток различных опухолей, число сфероидов может отражать степень их злокачественности. При трансплантации сингепным животным сфероиды образуют опухоль, морфологически идентичную исходной. По мере прогрессивного роста опухоли увеличивается пул клеток, способных формировать сфероиды. Способность к сфероида образованию сохраняется после криоконсервации. Клетки опухоли, подвергнутой предоперационной рентгенотерапии, сохраняли способность к сфероида образованию. Иммуно компетентные клетки опухлое носителя, оказывая цитотоксическое действие на опухолевые клетки, ингибировали процесс формирования сфероидов к 3-м сут, но при удлинении сроков культивирования отмечалась значительная стимуляция сфероида образования.