Cultură de celule

Cultura celulară într-o cutie Petri

Tehnologia culturii celulare constă în creșterea și proliferarea celulelor , eucariote sau procariote, în medii controlate artificial, cu substanțe nutritive adecvate. Se vorbește de culturi de celule vegetale și animale sau, recent, de celule stem embrionare (ES).

Celule derivate din țesuturi animale

Spre deosebire de organismele unicelulare, celulele organismelor multicelulare nu sunt adaptate la o viață autonomă și supraviețuirea lor depinde de disponibilitatea unui număr mare de substanțe (zaharuri, aminoacizi , lipide , vitamine , ioni etc.) în care celulele nu se află capabili să se procure și care sunt prezenți în mod normal în cantități bine controlate în țesutul în care se găsesc. Celulele animale sunt, de asemenea, foarte sensibile la parametrii fizico-chimici ai mediului în care se găsesc, cum ar fi pH-ul , osmolaritatea , concentrația de dioxid de carbon CO ₂ și oxigen molecular O ₂ , temperatura și, în multe cazuri, prezența unui substrat adecvat pentru ancorarea lor.

Având în vedere numărul de factori necesari pentru supraviețuirea lor, celulele derivate de la animale sunt foarte delicate și greu de păstrat în viață într-un mediu artificial, cu toate acestea condițiile care permit menținerea multor tipuri de ele sunt cunoscute de ani de zile.
Condițiile tipice de cultură sunt obținute prin păstrarea celulelor în recipiente de plastic tratate corespunzător (flacoane și plăci de cultură), imersate în medii de cultură lichide adecvate (numite și medii de cultură) care conțin cantități adecvate de substanțe necesare, în incubatoare care sunt capabile să mențineți temperatura, presiunea parțială a dioxidului de carbon și umiditatea controlate.

Problema infertilității

O altă problemă care a îngreunat încercările de pionierat de a menține culturile celulare este sterilitatea : mediile de cultură sunt de fapt foarte „plăcute” pentru bacterii , drojdii și ciuperci care pot polua cu ușurință culturile celulare. Această problemă este abordată la diferite niveluri. Toate manipulările culturilor celulare se fac în hote cu flux laminar echipate cu filtre HEPA , care limitează contaminarea ocazională cu microorganisme aeriene. Toate materialele utilizate pentru manipulare ( pipete , plăci de cultură) sunt sterile și de obicei de unică folosință. În cele din urmă, antibioticele sunt adesea adăugate la mediul de cultură, sterilizate prin filtrare (cu filtre de 0,22 microni ) pentru a limita posibilitatea poluării de către cele mai comune bacterii.

Tipuri de culturi celulare

Celulele păstrate în cultură pot rezulta direct din disocierea unui țesut (culturi de celule primare) sau pot rezulta din culturi anterioare (de exemplu, culturi secundare sau terțiare). În majoritatea cazurilor, totuși, celulele derivate din disocierea țesuturilor au capacitate de replicare limitată și tind să devină „senescente”. Cu toate acestea, există „linii celulare” care sunt capabile să se replice la infinit în cultură și care sunt adesea folosite ca modele experimentale. Celulele acestor linii sunt derivate din culturi tumorale primare sau din manipularea genetică a culturilor primare non-tumorale. Astfel de manipulări, denumite în mod colectiv „nemurire”, implică inserarea unor gene virale specifice sau chiar simpla propagare pentru multe pasaje ale unei culturi primare.
Liniile celulare pot fi menținute, la nesfârșit, hibernând la temperaturi scăzute (sub -60 ° C, dar de obicei la -192 ° C, în azot lichid ).

Celulele păstrate în cultură tind să se schimbe în timp. Originea acestor modificări este atât genetică (mutații, pierderea cromozomilor sau a unei părți a acestora), cât și epigenetică (de exemplu: metilarea ADN- ului). Liniile celulare derivate din aceeași linie celulară originală, dar menținute separate în diferite laboratoare pentru o lungă perioadă de timp, tind să dobândească unele caracteristici proprii. Prin urmare, este necesar să se țină seama de aceste diferențe în interpretarea rezultatelor experimentale.

Recent, culturile de celule tridimensionale se răspândesc datorită asemănării lor mai mari cu țesuturile. ^[1] Unele protocoale pentru producția lor sunt acum standardizate. ^[2]

Un alt tip de cultură celulară este așa-numita cultură organotipică , în care o felie de țesut menține in vitro multe caracteristici prezente în organul original. Aceste culturi sunt folosite pentru a studia fiziologia organelor în care structura țesuturilor are o importanță deosebită, cum ar fi țesuturile neuronale (Gähwiler, BH, 1981. Culturi monotipuri organotipice ale țesutului nervos. J. Neurosci. Metode 4, 329- 342).

Utilizări

Culturile celulare sunt utilizate în cercetare ca model experimental în nenumărate tipuri de experimente. Acestea sunt utilizate pentru a analiza efectul medicamentelor și pentru a verifica mutagenitatea și carcinogenitatea substanțelor. Acestea sunt folosite ca model în care se studiază efectul expresiei anumitor gene.
Menținerea celulelor în cultură este un pas fundamental pentru producerea de organisme transgenice, producerea de anticorpi monoclonali , proteine recombinante, producerea unor tipuri de vaccinuri . Universitatea din Maastricht a dezvoltat în 2008 o tehnică de cultură celulară capabilă să obțină carne sintetică .

Notă

Elemente conexe

• Cultura microorganismelor
• vas Petri

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Cultura celulară

linkuri externe

• ( EN ) Cultura celulară , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul de biologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie