Diferența dintre cultura primară și secundară a celulelor

Diferența cheie - cultura primară vs. secundară a celulelor
 

Înainte de a discuta despre diferența dintre cultura celulară primară și secundară, să definim pe scurt ce este cultura celulară. Cultura celulară este procesul de îndepărtare a celulelor de la un animal sau de plantă și o creștere ulterioară într-un mediu controlat artificial. Celulele ar putea fi îndepărtate direct din țesut și dezagregate prin metode enzimatice sau mecanice sau ar putea fi derivate dintr-o cultură care a fost deja stabilită. Diferența cheie între cultura primară și cea secundară este aceea celulele pentru culturi de celule primare sunt obținute direct dintr-un țesut animal sau vegetal, in timp ce celulele pentru culturi celulare secundare sunt obținute dintr-o cultură primară deja stabilită. Prin urmare, cultura secundară este o nouă cultură provenită din cultura primară.

Să analizăm în continuare sensul culturii celulare primare și secundare, pentru a le diferenția mai bine.

Ce este cultura primară a celulelor??

Cultura celulară primară este disocierea celulelor de la un animal sau țesut parental prin măsuri enzimatice sau mecanice și menținerea creșterii celulelor într-un substrat adecvat în recipiente din sticlă sau plastic în condiții de mediu controlate. Celulele din cultura primară au același cariotip (numărul și apariția cromozomilor în nucleul celulei eucariote) ca și acele celule din țesutul original. Culturile de celule primare pot fi clasificate în două pe baza tipului de celule utilizate în cultură.

• Anchorage Dependent sau Adherent Cell - Aceste celule necesită un atașament pentru creștere. Celulele aderente sunt de obicei derivate din țesuturile organelor, de exemplu din rinichi, unde celulele sunt imobilizate și sunt înglobate în țesutul conjunctiv.

• Ancoraje independente sau celule de suspensie - Aceste celule nu necesită un atașament pentru creștere. Cu alte cuvinte, aceste celule nu se atașează la suprafața vasului de cultură. Toate culturile de suspensie sunt derivate din celule ale sistemului sanguin; de exemplu, limfocitele cu celule albe din sânge sunt suspendate în plasmă.

Celulele derivate din culturile primare au o durată limitată de viață. Celulele nu pot fi ținute pe termen nelimitat din mai multe motive. Creșterea numărului de celule în cultura primară va conduce la epuizarea substratului și nutrienților. De asemenea, activitatea celulară va crește treptat nivelul metabolitului toxic în cultura care inhibă creșterea celulelor în continuare.

În această etapă, trebuie realizată o secundară sau o subcultură pentru a asigura o creștere continuă a celulelor.

Ce este cultura secundară a celulelor??

Așa cum s-a descris mai sus, atunci când celulele din culturile aderente ocupă tot substratul disponibil sau când celulele din culturile de suspensie depășesc capacitatea mediului pentru a susține creșterea ulterioară, proliferarea celulelor începe să se reducă sau să înceteze complet. Pentru a menține o densitate optimă a celulelor pentru o creștere continuă și pentru a stimula proliferarea ulterioară, cultura primară trebuie să fie subcultură. Acest proces este cunoscut sub numele de cultura celulară secundară.

În timpul culturii celulare secundare, celulele din cultura primară sunt transferate într-un vas nou cu mediu de creștere proaspăt. Procesul implică îndepărtarea mediilor de creștere anterioare și disocierea celulelor aderente în culturile primare aderente. Cultivarea secundară a celulelor este necesară periodic pentru a furniza celulelor spațiu în creștere și nutrienți proaspeți, prin aceasta prelungind durata de viață a celulelor și extindând un număr de celule în cultură.

Cultivarea secundară a unui anumit volum al unei culturi primare într-un volum egal de mediu de creștere proaspătă permite întreținerea pe termen lung a liniilor celulare. Cultivarea secundară într-un volum mai mare de mediu de creștere proaspăt este practicată pentru creșterea numărului de celule, de exemplu în procese industriale sau în experimente științifice.

Care este diferența dintre cultura celulară primară și cultura celulară secundară?

După cum am înțeles cei doi termeni separat, vom compara cele două pentru a găsi alte diferențe între ele.

Când utilizați cultura primară și / sau secundară a celulelor

Acest lucru depinde de ceea ce vrei să înveți și de tipul de experiment pe care îl faci.

Cultura celulară primară: Acesta este procesul care trebuie folosit pentru a cultiva celulele din țesutul părinte în preocupare. Celulele din cultura primară vor avea o durată de viață finită datorită epuizării substratului și substanțelor nutritive și acumularea de toxine, cu o creștere a populației. Cultura primară, în ciuda tehnicilor de separare utilizate în procesul de izolare, poate conține mai multe tipuri de celule. Cu toate acestea, aceasta nu ar putea fi o problemă în toate tipurile de experimente și în astfel de cazuri poate fi utilizată numai cultura primară.

Cultura celulară secundară:  De obicei, numărul de celule obținute din cultura primară este insuficient în experimente. Cultura celulară secundară oferă posibilitatea extinderii populației celulare și, de asemenea, prelungirea duratei de viață. Aceasta permite selecția suplimentară a celulelor cu ajutorul unui mediu selectiv și permite uniformitatea genotipică și fenotipică a populației. Acest proces este folosit pentru a genera culturi replicate pentru caracterizarea, păstrarea și experimentarea de bază.

Asemănarea cu țesutul parental

Cultura celulară primară: Celulele pentru culturi de celule primare sunt obținute direct dintr-un țesut de animale sau plante. Prin urmare, celulele din cultura primară seamănă foarte mult cu țesutul parenteral și, în consecință, răspunsul biologic poate fi mai aproape de o situație in vivo decât cea a unei culturi celulare secundare.

Cultura celulară secundară: Cultura celulară secundară provine dintr-o cultură celulară primară. Deși subculturarea prelungește durata de viață a celulelor, există posibilitatea ca, după câteva faze, celulele să poată fi transformate sau ar putea pierde controlul de a nu diviza mai mult de o anumită cantitate de ori. Acest lucru ar putea fi din cauza mutațiilor sau alterărilor genetice în celulele primare în timpul subculturii. De exemplu, unele microorganisme tind să se adapteze la condițiile de cultură, care sunt în mare parte diferite de mediul lor natural, prin modificarea biologiei lor.

Procesul de cultivare - obținerea de celule

Cultura celulară primară: În cultura celulară primară, țesutul animal sau vegetal va trece prin faze de clătire, disecție și dezagregare mecanică sau enzimatică. Tesutul dezagregat va conține o varietate de tipuri de celule diferite și acest lucru poate necesita adoptarea unei tehnici de separare pentru a izola celulele de interes.

Cultura celulară secundară: În cultura celulară secundară, dacă cultura primară este o cultură aderentă, prima etapă este de a detașa celulele de atașament (suprafața vasului de cultură) prin mijloace mecanice sau enzimatice. Apoi, celulele trebuie să fie detașate una de cealaltă pentru a forma o singură suspensie celulară.

Numărul de celule din cultură

Cultura celulară primară: Nu este de dorit să existe o suspensie absolută de celule individuale, deoarece multe celule primare supraviețuiesc mai bine în grupuri mici.

Cultura celulară secundară: Este suficient să se genereze o singură suspensie de celule.

Durata de viata a culturii

Cultura celulară primară: Culturile de celule primare au o durată de viață finită. Așa cum am explicat mai sus, aceasta se datorează faptului că creșterea celulelor evacuează substratul și nutrienții și duce la acumularea de metaboliți toxici. Ca rezultat, treptat, rata de creștere a celulelor scade, ceea ce duce la moartea celulelor.

Cultura celulară secundară: Cultura celulară secundară prelungește durata de viață a celulelor. Subculturarea periodică poate produce celule nemuritoare prin transformarea sau modificarea genetică a celulelor primare.

Risc de contaminare

Cultura celulară primară: Culturile de celule primare sunt mai greu de îngrijit. În general, culturile de celule primare au nevoie de un amestec bogat de aminoacizi, micronutrienți, anumiți hormoni și factori de creștere. Ca rezultat, riscul de contaminare în culturile de celule primare este mai mare decât culturile de celule secundare.

Cultura celulară secundară: Culturile celulare secundare sunt relativ ușor de întreținut, iar riscul de contaminare este mai mic decât culturile celulare primare.

În acest articol, am încercat să înțelegem termenii de cultură celulară primară și cultura celulară secundară urmată de o comparație pentru a evidenția diferențele majore dintre ele. Diferența de bază constă în modul în care celulele sunt derivate din cultură; celulele pentru cultura de celule primare sunt obținute direct dintr-un țesut animal sau vegetal, în timp ce celulele pentru culturi celulare secundare sunt obținute dintr-o cultură primară deja stabilită.

Referințe: Bazele culturii celulare - Un manual al lui Invitrogen și Gibco Freshney, R. I. (2006). Principiile de bază ale culturii celulare. Centrul de Oncologie și Farmacologie Aplicată.   Image Courtesy: "Cultura celulară" de Umberto Salvagnin (CC BY 2.0) prin intermediul Flickr