Definirea culturii celulare a culturii celulare și a sinonimelor culturii celulare (rusă)

Arabă Bulgară Chineză Croată Cehă Daneză Olandeză Engleză Estoniană Finlandeză Franceză Germană Greacă Hindi Indonezian Islandeză Italiană Japoneză Letonă Lituaniană malgașă Norvegiană Persană Poloneză Portugheză Română Rusă Sârbă Slovacă Slovenă Spaniolă Thai Turcă Vietnameză suedeză

definiție - Cultura celulară

Din Wikipedia, enciclopedia gratuită

O cultură celulară colorată a epiteliului. În fotografie, keratina (roșu) și ADN (verde)

Cultivarea celulelor este un proces prin care celule individuale in vitro (sau o singură celulă) de procariote și eucariote sunt cultivate artificial în condiții controlate. În practică, termenul "cultură celulară" se referă în primul rând la cultivarea celulelor aparținând aceluiași țesut derivat din eucariote multicelulare, cel mai adesea animale. Dezvoltarea istorică a tehnologiei și a metodelor de creștere a culturilor celulare sunt legate în mod inextricabil de cultivarea culturilor țesuturilor și a organelor întregi.

Metodele de cultivare a celulelor s-au dezvoltat semnificativ în anii 1940 și 1950 în legătură cu cercetarea în domeniul virologiei. Creșterea virușilor în culturile celulare a făcut posibilă obținerea unui material pur viral pentru producerea de vaccinuri. Vaccinul împotriva poliomielitei a devenit una dintre primele mase de medicamente produse prin utilizarea tehnologiei de cultură celulară. În 1954, domnul Anders. Weller și Robbins au primit premiul Nobel "Pentru descoperirea capacității virusului poliomielitei de a crește în culturi de diferite țesuturi". În 1952, a fost obținută o linie bine cunoscută de celule canceroase umane, HeLa.

Principiile de bază ale cultivării

Izolarea celulelor

Pentru cultivarea în afara corpului, celulele vii pot fi obținute în mai multe moduri. Celulele pot fi izolate din sânge, dar numai leucocitele pot crește în cultură. Celulele mononucleare pot fi izolate din țesuturi moi cu ajutorul enzimelor cum ar fi colagenaza. tripsină. pronazei. distrugând matricea extracelulară [3]. În plus, este posibil să se pună bucăți de țesut în mediul nutritiv.

Culturile de celule luate direct de la obiect (ex vivo) sunt numite primare [4]. Majoritatea celulelor primare, cu excepția celulelor tumorale, au o perioadă limitată de utilizare. După un anumit număr de diviziuni, celulele îmbătrânesc și se opresc împărțite, deși nu își pot pierde viabilitatea.

Există linii de celule imortalizate ("nemuritoare") care se pot multiplica infinit. În majoritatea celulelor tumorale, această capacitate este rezultatul unei mutații accidentale. dar în unele linii celulare de laborator este dobândită artificial, prin activarea genei telomerazei [5].

Cultivarea celulelor

Celulele au fost crescute în medii de cultură speciale, la o temperatură constantă, și o atmosferă de gaz special menținute în incubator de cultură celulară [6] este de obicei necesar pentru celulele de mamifere, de asemenea, [7]. De regulă, concentrația în aer a dioxidului de carbon și a vaporilor de apă, dar uneori și a oxigenului, este reglementată. Mediile nutritive pentru diferitele culturi celulare diferă în ceea ce privește compoziția, pH-ul, concentrația de glucoză, compoziția factorilor de creștere etc. [8]. Factori de creștere. Utilizat în medii nutritive, adesea adăugat împreună cu serul de sânge. Unul dintre factorii de risc este posibilitatea de a infecta cultura celulelor cu prioni sau viruși. Atunci când cultivarea uneia dintre sarcinile importante este de a exclude sau de a minimiza utilizarea ingredientelor contaminate. Cu toate acestea, în practică, acest lucru nu este întotdeauna realizat. Cel mai bun, dar și cel mai scump mod este adăugarea de factori de creștere purificați în loc de zer.

Celulele pot fi cultivate în suspensie. sau într-o stare adezivă. Unele celule (cum ar fi celulele sanguine) există în mod natural într-o stare suspendată. Există, de asemenea, linii de celule modificate artificial astfel încât să nu se poată atașa la suprafață; acest lucru se face pentru a crește densitatea celulelor din cultură. Pentru creșterea celulelor adezive este necesară o suprafață, de exemplu, o cultură de țesut sau un material plastic acoperit cu elemente de matrice extracelulară pentru a îmbunătăți proprietățile adezive și, de asemenea, pentru a stimula creșterea și diferențierea. Majoritatea celulelor din țesuturile moi și tari sunt adezive. Din tipul de adeziv de cultura, se disting culturile celulare organotipice, care sunt un mediu tridimensional, spre deosebire de vasele de laborator convenționale. Acest sistem de cultivare este fizic și biochimic cel mai asemănător cu țesuturile vii, dar are unele dificultăți tehnice în întreținerea (de exemplu, necesită difuzie).

Contaminarea încrucișată a liniilor celulare

Atunci când se lucrează cu culturi celulare, oamenii de știință se pot confrunta cu problema contaminării încrucișate.

Caracteristicile celulelor în creștere

Când celulele cresc, din cauza divizării constante, ar putea exista o suprapunere în cultură. Ca urmare, pot apărea următoarele probleme:

Acumularea în mediu nutritiv a produselor de izolare, inclusiv cele toxice.
Acumularea în cultura celulelor moarte, a încetat activitatea vitală.
Acumularea unui număr mare de celule are un efect negativ asupra ciclului celular, creșterea și divizarea încetinesc, iar celulele încep să îmbătrânească și să moară (inhibarea creșterii contactului).
Din același motiv, poate începe diferențierea celulelor.

Pentru a menține funcționarea normală a culturilor celulare și pentru a preveni fenomenele negative, mediul nutritiv, trecerea și transfecția celulelor sunt înlocuite periodic. Pentru a evita contaminarea culturilor cu bacterii, drojdii sau alte linii celulare, toate manipulările sunt de obicei efectuate în conformitate cu regulile aseptice într-o cutie sterilă. Antibioticele (penicilina și streptomicina) și agenții antifungici (amfotericina B) pot fi adăugați în mediul nutritiv pentru a suprima microflora.

Unul dintre produsele metabolismului din celule sunt acizii, astfel încât pH-ul mediului să scadă treptat. Pentru a controla aciditatea mediilor nutritive, în ele se adaugă indicatori de pH. Dacă cultura celulelor este adezivă, mediul nutritiv poate fi complet înlocuit.

Transportul celular

Diviziunea celulară este selecția unui număr mic de celule pentru cultivarea într-un alt vas de laborator. În cazul în care cultura este în creștere rapidă, ar trebui să fie făcut în mod regulat, ca într-un mediu epuizat nutrienți și produse metabolice se acumuleaza cultura .Suspenzivnye pasate mai ușor, deoarece este suficient doar pentru a selecta numărul necesar de celule, le-a pus în alte recipiente, și se adaugă mediu proaspăt. Celulele adezive trebuie separate în prealabil de substrat, iar grupurile lor trebuie împărțite. Cel mai des utilizate în acest scop un amestec de tripsină și EDTA sau alte amestecuri de enzime, uneori doar suficientă soluție salină EDTA (soluție Versene). Dacă cultura crește încet, ea este alimentată de obicei fără a se transfera în alt vas, periodic (de obicei, la fiecare 2-3 zile), luând o parte din mediul utilizat și adăugându-i pe cele proaspete.

Transfecția și transducția

În celule în timpul creșterii lor, ADN străin poate fi introdus prin transfecție (metoda non-virală). Adesea, această tehnologie este folosită pentru exprimarea genei controlate. Mai recent, transfecția ARNm a fost efectuată cu succes în aceste scopuri.

ADN-ul poate fi, de asemenea, introdus în genomul unei celule cu ajutorul virusurilor sau bacteriofagilor. Ei, fiind paraziți intracelulari, nu pot fi mai potriviți pentru aceste scopuri, deoarece introducerea materialului genetic în celula gazdă este o parte obișnuită a ciclului lor de viață [9]. Această metodă se numește transducție.

Linii celulare umane

Una dintre cele mai vechi culturi de celule umane, derivate din Henrietta Lax, care a murit de cancer de col uterin. Cultura celulelor HeLa este colorată de Hoist. Miezurile modificate sunt colorate în albastru.

Cultivarea celulelor umane este oarecum contrară regulilor bioetice. deoarece celulele izolate pot supraviețui organismului părinte și apoi pot fi folosite pentru a efectua experimente sau pentru a dezvolta noi metode de tratament și a extrage din acest profit. Prima hotărâre în acest domeniu a fost făcută de către Curtea Supremă a statului California, în cazul „John Moore vs reprezentanții UCLA“, potrivit căreia pacienții nu au nici un drept de proprietate în liniile celulare derivate din organe îndepărtate cu consimțământul acestora. [10]

Hibridomul este o linie celulară obținută ca rezultat al fuziunii limfocitelor normale cu celule canceroase "nemuritoare". Folosit pentru a produce anticorpi monoclonali. Celulele albe din sânge izolate din splină sau sânge de la animale imunizate produc anticorpi cu specificitatea dorită, ci ca orice cultură primară și capacitatea lor de a prolifera este limitată la limita Hayflick. Pentru imortalizare, ele sunt fuzionate artificial cu linia celulară de mielom "nemuritor". ca urmare a faptului că are loc o recombinare a caracteristicilor. După aceasta, linia este clonată și se selectează clone care sunt capabile simultan de proliferarea nerestricționată și producând anticorpi împotriva antigenului selectat.

Utilizarea culturilor celulare

Cultivarea în masă a celulelor este baza pentru producția industrială de vaccinuri virale și o varietate de produse biotehnologice.

Produse de biotehnologie

Produsele industriale din culturile celulare produc produse precum enzimele. hormoni sintetici. anticorpi monoclonali. interleukine. limfokine, medicamente antitumorale. Deși multe proteine simple pot fi produse cu ușurință folosind ADNc în culturile bacteriene, proteine mai complexe, cum ar fi glicoproteinele, pot fi obținute în prezent numai din celulele animale. Una dintre aceste proteine importante este eritropoietina hormonală. Costul creșterii culturilor de celule de mamifere este destul de ridicat, așa că în prezent se desfășoară studii pentru a produce proteine complexe în culturi de celule de insecte sau plante superioare.

Culturi de țesut

Cultivarea celulelor este o parte integrantă a tehnologiei culturii tisulare și a ingineriei țesuturilor, deoarece determină baza pentru creșterea celulelor și menținerea lor într-o stare viabilă ex vivo.

Prin utilizarea metodei de cultură celulară, în prezent se produc vaccinuri împotriva poliomielitei. rujeolă. oreion. de rubeolă. varicela. Din cauza amenințării cu o pandemie de gripă. cauzate de tulpina virusului H5N1. În prezent, Guvernul Statelor Unite finanțează cercetarea privind obținerea unui vaccin împotriva gripei aviare utilizând culturi celulare.

Culturi de celule care nu sunt mamifere

Culturi de celule vegetale

Culturile de celule de plantă sunt în general cultivate fie ca o suspensie într-un mediu nutritiv lichid, fie ca o cultură de calus pe bază de nutrienți solizi. Cultivarea celulelor nediferențiate și a calusului necesită respectarea unui anumit echilibru al hormonilor de creștere a plantelor auxinelor și citokininelor.

Culturi bacteriene, drojdii

Pentru cultivarea unui număr mic de celule bacteriene și de drojdie, celulele sunt însămânțate pe un mediu nutritiv solid pe bază de gelatină sau agar-agar. Pentru producția în masă, cultivarea se folosește în medii nutritive lichide (bulion).

Culturi virale

Culturile virale sunt cultivate pe culturi de celule de mamifere. plante. ciuperci sau bacterii. în funcție de gazda naturală a unui anumit tip de virus. Dar, în anumite condiții, pot fi cultivate în celule de alt tip.

În acest caz, cultura celulară servește ca un mediu pentru creșterea și replicarea virusului.

Tipuri de linii celulare

Această secțiune a articolului nu este încă scrisă.

Conform ideii unui participant din Wikipedia, în acest moment trebuie să existe o secțiune specială.
Puteți ajuta proiectul scriind această secțiune.

O scurtă listă de linii celulare

Lista celor mai frecvente linii celulare enumerate aici nu este completă și exhaustivă.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare