کشت سلولی چیست؟

کشت سلولی به حذف سلول‌ها از یک حیوان یا گیاه و رشد بعدی آنها در یک محیط مصنوعی مطلوب اشاره دارد. سلول‌ها ممکن است به طور مستقیم از بافت خارج شده و قبل از کشت با روش‌های آنزیمی یا مکانیکی جدا شوند یا اینکه از یک رده سلولی یا سویه سلولی که قبلاً ایجاد شده مشتق شوند.

کشت اولیه یا اصلی سلولی (Primary culture)

کشت اولیه به مرحله کشت پس از جداسازی سلول‌ها از بافت و تکثیر تحت شرایط مناسب تا زمانی که تمام بستر موجود (یعنی به محل تلاقی رسیدن) را اشغال کند، اشاره دارد.

در این مرحله، سلول‌ها باید با انتقال آنها به یک ظرف جدید با محیط رشد تازه، زیر کشت شوند (به عنوان مثال، عبور داده شوند) تا فضای بیشتری برای رشد مداوم فراهم شود.

رده سلولی یا ساب کلون (cell line or subclone)

پس از اولین زیر کشت، کشت اولیه به عنوان رده سلولی یا ساب کلون شناخته می شود. رده‌های سلولی مشتق‌شده از کشت‌های اولیه، طول عمر محدودی دارند (یعنی محدود هستند؛ به زیر مراجعه کنید)، و با عبور از آنها، سلول‌هایی با بالاترین ظرفیت رشد غالب می‌شوند و در نتیجه درجه‌ای از یکنواختی ژنوتیپی و فنوتیپی در جمعیت ایجاد می‌شود.

سویه سلولی (cell strain)

اگر یک زیرجمعیت از یک رده سلولی به طور مثبت از کشت با شبیه سازی یا روش دیگری انتخاب شود، این سلول . یک سویه سلولی اغلب تغییرات ژنتیکی اضافی را پس از شروع خط مادر به دست می آورد.

محدود در مقابل خط سلول پیوسته (Finite vs Continuous Cell Line)

سلول‌های طبیعی معمولاً قبل از از دست دادن توانایی خود در تکثیر، فقط تعداد محدودی دفعات تقسیم می‌شوند، که یک رویداد تعیین‌شده ژنتیکی است که به عنوان پیری شناخته می‌شود. این روند تحت عنوان خطوط سلولی محدود شناخته می شوند.

 با این حال، برخی از خطوط سلولی از طریق فرآیندی به نام تبدیل شدن، جاودانه می شوند که می تواند خود به خود اتفاق بیفتد یا می تواند از طریق شیمیایی یا ویروسی ایجاد شود.

هنگامی که یک رده سلولی محدود دستخوش تغییر شکل می شود و توانایی تقسیم نامحدود را به دست می آورد، به یک خط سلولی پیوسته تبدیل می شود.

شرایط کشت سلولی

شرایط کشت برای هر نوع سلول بسیار متفاوت است، اما محیط مصنوعی که در آن سلول‌ها کشت می‌شوند همواره از یک ظرف مناسب شامل موارد زیر تشکیل می‌شود:

• عوامل رشد
• هورمون ها
• گازها (O2، CO2)
• یک محیط فیزیکی و شیمیایی تنظیم شده (pH، فشار اسمزی، دما)

بستر یا محیطی که مواد مغذی ضروری (اسیدهای آمینه، کربوهیدرات ها، ویتامین ها، مواد معدنی) را تامین می کند.

اکثر سلول ها وابسته به لنگر هستند و باید در حالی که به یک بستر جامد یا نیمه جامد متصل هستند (کشت چسبنده یا تک لایه) کشت شوند، در حالی که سایر سلول ها را می‌توان به صورت شناور در محیط کشت (کشت سوسپانسیون) رشد داد.

انجماد سلولی

اگر سلول های اضافی از زیر کشت در دسترس باشد، باید آنها را با عامل محافظتی مناسب (مانند DMSO یا گلیسرول) درمان کرد و تا زمانی که به آنها نیاز باشد در دمای زیر 130- درجه سانتیگراد نگهداری کرد.

اطلاعات بیشتر در این زمینه را می‌توان با بررسی مقالات و نمونه کارهای این تکنیک کسب نمود.

مورفولوژی سلول ها در روند کشت

سلول ها در کشت را می توان بر اساس شکل و ظاهرشان به سه دسته اصلی تقسیم کرد (یعنی مورفولوژی).

• دسته اول : سلول‌های فیبروبلاست (یا فیبروبلاست مانند) دو قطبی یا چند قطبی هستند، شکل های کشیده‌ای دارند و به یک بستر متصل می‌شوند.
• دسته دوم: سلول های اپیتلیال مانند به شکل چند ضلعی با ابعاد منظم تر هستند و در تکه های مجزا به یک بستر متصل می شوند.
• دسته سوم: سلول‌های لنفوبلاست مانند کروی شکل هستند و معمولاً به صورت معلق بدون چسبیدن به سطح رشد می‌کنند.

کاربردهای کشت سلولی

کشت سلولی یکی از ابزارهای اصلی مورد استفاده در زیست‌شناسی سلولی و مولکولی است که سیستم‌های مدل بسیار خوبی برای مطالعه فیزیولوژی طبیعی و بیوشیمی سلول‌ها (به عنوان مثال، مطالعات متابولیک، پیری)، اثرات داروها و ترکیبات سمی بر سلول‌ها و جهش‌زایی ارائه می‌کند.

برای سرطان زایی همچنین در غربالگری و توسعه داروها و تولید در مقیاس بزرگ ترکیبات بیولوژیکی (مانند واکسن ها، پروتئین های درمانی) استفاده می شود.

مزیت اصلی استفاده از کشت سلولی برای هر یک از این کاربردها سازگاری و تکرارپذیری نتایجی است که می توان از استفاده از دسته ای از سلول های کلونال به دست آورد.