محیط کشت سلولی چیست؟ کاربرد محیط کشت سلولی

آماده کردن محیط کشت سلولی در فضای آزمایشگاه برای انجام کارهای تحقیقاتی لازم و ضروری است. در نشریه جهان شیمی فیزیک در مورد محیط کشت سلولی مطالبی مفید ذکر شده است. برای آشنایی بیشتر با محیط کشت سلولی شما را به مطالعه این مطلب دعوت میکنیم.

محیط کشت سلولی

محیط کشت سلولی، شرایطی است کاملا استریل و حساس برای کشت و بررسی سلولهای جانداران. کشت و بررسی سلول‌های پروکاریوتی و یوکاریوتی در فلاسک های فیلتر دار یا فاقد فیلتر و پلیت های استریل و مخصوص کشت سلول تحت شرایط مناسب، کشت سلول نامیده میشود که برای کشت سلول‌های جانوران استفاده میشود. برای کشت سلول‌ از محیط کشت‌ سلولی مخصوص استفاده میکنند. سلول‌های جانوری در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد و در انکوباتور‌های CO2 دار و شرایط خاص کشت داده میشود.

شرایط کشت سلولهای جانوری

کشت سلولهای جانوری در شرایط استریل و عاری از میکروارگانیسم ها و پاتوژن ها انجام میشود. رشد سلول‌های جانوری کند تر از رشد باکتری‌ها است و آلودگی محیط کشت توسط باکتریها بسیار زیاد خواهد بود. جهت جلوگیری از رشد پاتوژن ها از آنتی بیوتیک‌ مانند پنیسیلین و استرپتومایسین استفاده میشود.

کاربرد محیط کشت سلولی

در آزمایشگاه محیط‌ کشت سلولی اختصاصی برای سلول‌های خاصی وجود دارد. محیط کشت مناسب برای هپاتوسیت‌ها با محیط کشت‌ نورون‌ها متفاوت است.

برای تکثیر بهتر سلولها در محیط کشت باید تراکم سلول در محیط کشت زیاد نباشد. باید چند روز یکبار، سلول‌ها را به محیط جدیدی انتقال (پاساژ) داد. اگر چگالی و حجم سلول‌ها زیاد شود بعلت عدم تماس تکثیر کاهش و تمام شده و سلول‌ها متمایز میشوند.

ارزیابی سلول ها از نظر رشد، نیازهای غذایی و توقف رشد، تغییرات مورفولوژی سلول ها در زیر میکروسکوپ از اهداف کشت سلولی است.

برای بررسی چرخه رشد سلولی، کنترل رشد سلول های سرطانی و بررسی بیان ژن ها باید کشت سلول در خارج بدن صورت بگیرد تا بهتر بتوان در مورد نوع رشد و سرعت رشد سلولها را مطالعه کرد.

بررسی تکامل جانوران از کاربردهای کشت سلولی است. اینکه به چه صورت یک سلول بارور شده می تواند به موجودی پرسلولی تبدیل شده و هر سلولی از نظر مورفولوژی زیر میکروسکوپ چه تفاوتی باهم دارند؟ برای رسیدن به این پرسش بهتر است، سلول بارور شده در آزمایشگاه کشت شود و مراحل کشت سلول بر اساس تکامل مورد ارزیابی قرار بگیرد.

کاربرد های دیگر:

در محیط کشت سلولی، سلول هایی آماده میشوند که در مراحل تمایز قرار گرفته و با هورمون ها و فاکتورهای رشد به سلول های جدیدی تمایز پیدا میکنند. با کشت سلول، سلول های یکسانی تولید شده و عملکرد های داخل سلولی مانند تکثیرDNA، نسخه برداری DNA، سنتز RNA و پروتئین و متابولیسم سلول بررسی میشود.

پس از اتصال مولکول به گیرنده غشایی خاص خودش، واکنشهای داخل سلول مثل بررسی کمپلکس ها، پیام های داخل سلولی و انتقال پیام ها ارزیابی میشود. میتوان سلول های کشت داده را در دمای خیلی کم نگهداری کرد. دمای کم باعث شده سرعت رشد یا ترکیب ژنتیکی سلول ها حفظ شد. در زمان مورد نیاز مثلا یک ماه بعد می توان سلول ها را استفاده کرد. با این روش از کهنه شدن سلول جلوگیری میشود.

در مطالعه با حیوانات مانند رت و خرگوش باید به هموستاز حیوان و استرس آزمایشات توجه داشت. اما در کشت سلولی این مسئله وجود ندارد. استاندارد کردن تست های آزمایشگاهی در مقایسه با مطالعه روی حیوانات ساده تر است، در محیط آزمایشگاه کنترل عوامل فیزیکوشیمیایی، محیط سلول مثل اسیدیته، حرارت، فشار اسمزی و فشار اکسیژن و دی اکسید کربن آسان تر است.

انواع محیط‌ کشت سلولی

محیط کشت سلولی سه نوع متفاوت دارد، عبارتند از:

• کشت ارگان
• کشت بافت
• کشت سلول

در کشت سلول های جانوری بعلت اینکه سلول های جدا شده از میزبان پرسلولی کشت داده میشود. ایجاد شرایطی مشابه هومئوستازی میزبان اهمیت دارد. در پستانداران سیستم گوارش با هضم مواد خوراکی، ترکیبات قابل جذب برای سلول فراهم میکند و توسط گردش خون عمومی در معرض سلول ها می گذارد.  محیط کشت کامل مختص سلول از دو بخش عمده تشکیل شده است بنام محیط کشت پایه     (Basal Media)  و سرم. برای رشد رده های سلولی، مواد مغذی خاصی نیاز است.

محیط کشت پایه و سرم

محیط کشت پایه (Basal Media) محیطی است که سلول ها در محیطی با pH مناسب رشد میکنند. محیط های پایه با توجه به ترکیباتشان تفاوت دارند و برای کشت انواع خاصی از سلولها به کار میروند. محیط کشت پایه برای حفظ pH از سیستم بافری و معرف رنگی (Phenol Red) برای تغییرات pH استفاده میکند. بافر محیط کشت پایه برای تعادل نیاز به دی اکسید کربن دارد و سیستم کربنات/بیکربنات را تشکیل می دهد.

سرم مخلوطی از پروتئین ها، ویتامین ها و فاکتور های رشد است. در محیط کشت سلول از سرم جنین گاوی (FBS)  استفاده میکنند. سرم جنین گاوی (FBS) بسیار غنی از موادمغذی بوده و فاکتور های رشد بیشتری دارد.

سرم جنین گاوی (FBS) ایمونوگلوبین کمتری دارد. سرم، حالت بافری محیط کشت را ارتقا داده و مانع از تغییرات pH میشود. مواد مغذی هم در محیط کشت سلولی استفاده میشوند. برخی رده های سلولی خاص برای رشد به مواد غذایی محیط کشت پایه و سرم، نیاز دارند. اضافه کردن این موادغذایی بسته به نیاز محیط کشت بستگی دارد.

بدن پستانداران توسط سلول های ایمنی حفاظت میشود اما محیط کشت سلولی این سیستم ایمنی را ندارد. پس افزایش ایمنی اتاق کشت جهت جلوگیری از آلودگی سلول ها بسیار اهمیت دارد. از آنتی بیوتیک ها بمنظور جلوگیری از آلودگی میکروبی به محیط کشت اضافه می کنند. البته آنتی بیوتیک در غلظت بالا سبب کاهش رشد سلول ها میشود. لذا دقت به غلظت آنتی بیوتیک الزامی و ضروری است.

روشهای جداکردن سلولها برای کشت

سلول‌ها به چندین روش برای کشت جدا میشوند. سلول‌ها را از خون استخراج و خالص‌ کرد. تنها سلول‌های سفید در محیط کشت قادر به رشد هستند. سلول‌های تک هسته‌ای  توسط هضم آنزیمی از بافت‌ صاف جدا میشوند. کلاژناز، تریپسین یا پروناز از مهم‌ترین آنزیم‌ها هستند که ماتریکس خارج سلولی را از بین میبرند.

گذاشتن قطعاتی از بافت جانداران در محیط کشت یک روش دیگرکشت سلول است .در این روش سلول‌ها در محیط کشت گسترش پیدا میکنند .این روش کشت ریزنمونه معرفی می‌شود.

سلول‌های پرایمری مستقیم از فرد گرفته ‌شده و عمر کوتاهی دارند. سلول هایی که از تومور گرفته می‌شوند، عمر بیشتری دارند . رده سلولی نامیرا با جهش تصادفی تکثیر شده و نماینده‌ انواع خاص سلولی است.

ویژگی آزمایشگاه کشت سلولی

آزمایشگاه کشت سلولی نباید در بخش میکروب شناسی یا حیوانات قرار بگیرد. قرار دادن محیط کشت سلولی در مکان پرتردد ممنوع است، زیرا سلولها حساس به میکروب هستند و محیط کشت آلوده میشود. در آزمایشگاه از کابینت استریل استفاده شود. درب آزمایشگاه باید بسته باشد و دیوار آزمایشگاه صیقلی و ضد آب باشد تا شستشو راحت باشد.

محیط مناسب برای کشت سلولی

محیط کار باید با الکل ۷۰ درصد استریل شود. از تهویه هوا استفاده کنید. باید از لباس های مخصوص استریل کشت سلول استفاده گردد. استفاده از هودهای لامینار عمودی جهت استریل بودن شرایط الزامی است. تمیز کردن روزانه کف آزمایشگاه الزامی است. درب اتاق باید بسته شود. از آوردن وسایل غیر ضروری جلوگیری شود. باید فیلتر هود لامینار چک گردد. تمام سطح هود با الکل استریل شود.

تجهیزات موجود در آزمایشگاه کشت سلول

مهم ترین تجهیزات در آزمایشگاه کشت سلول: سانتریفیوژ، پمپ مکش، فور، ترازوی دیجیتال، روتاتور، لوله فالکون، هود شیمیایی، ورتکس، یخ ساز، تانک ازت، شیکر انکوباتور، بن ماری، هدایت سنج است. همچنین میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ فلورسنت، میکروسکوپ اینورت برای بررسی سلولها لازم است. برای آزمایش های خاص به تجهیزات خاص نیاز است.

سخن آخر

محیط کشت سلولی و کشت دادن سلولها خصوصا برای مطالعات وسیع بالینی جهت کشف و بررسی انواع داروها بسیار حساس و دقیق است. پس توجه به نکات بهداشتی در اتاق کشت سلولی ضروری و واجب است.