Zdanie „W mojej pracy zajmuję się hodowlą komórek in vitro” często budzi w słuchaczach skojarzenie z zapłodnieniem in vitro. Czy jednak jest to właściwy trop? Hodowla in vitro zarodków, mimo iż najbardziej znana, to tylko wierzchołek góry lodowej zastosowań tej techniki.
Co to in vitro?
„In vitro” po łacinie oznacza „w szkle”. [i] Badania in vitro to zatem nic innego jak przeniesienie reakcji zachodzących normalnie w żywym organizmie do warunków laboratoryjnych. Dotyczy to zarówno reakcji chemicznych, jak również wzrostu i różnicowania komórek i tkanek.
Dlaczego in vitro?
Można powiedzieć, że pierwsze eksperymenty polegające na obserwowaniu komórek nerwowych żaby okazały się prawdziwym przełomem [2]. Mimo iż R. G. Harrison nie znał sposobu na utrzymanie hodowli przy życiu, dał początek rozwoju niesamowitego narzędzia poznawczego dla nauki i medycyny. Dzięki odzwierciedleniu warunków panujących w żywym organizmie, można badać procesy, których nie da się zasymulować na sztucznych modelach. Hodowle komórek i tkanek in vitro uniezależniły ponadto w dużym stopniu badaczy od eksperymentowania na zwierzętach. Pozwoliło to w wielu przypadkach wyeliminować problem etyczny. Obecnie trudno przecenić rolę hodowli in vitro w rozwoju nauki, medycynie, biotechnologii. Zastosowanie hodowli komórek i tkanek jest powszechne i wykorzystywane również na skalę przemysłową. Używa się ich między innymi do badań cytotoksyczności substancji chemicznych. Dzięki modelom imitującym kosmki jelitowe bada się przepuszczalność jelita dla leków oraz innych związków. Komórki w hodowli in vitro produkują białka, np. insulinę na skalę przemysłową. Można wyhodować fragment skóry i użyć go do autoprzeszczepu. Zastosowań jest całe mnóstwo.
Rodzaje hodowli in vitro.
Hodowla pierwotna to komórki pobrane bezpośrednio z organizmu jedną z dostępnych metod. Według definicji do 24 godzin nie można mówić o hodowli, a jedynie o zawiesinie komórek. Po pierwszym pasażu hodowla pierwotna staje się hodowlą wtórną. Najczęściej komórki w hodowli pierwotnej przyczepiają się do podłoża tworząc pojedynczą warstwę.
Hodowla in vitro w zawiesinie mogą być prowadzone dla komórek, które mogą rosnąć i proliferować niezależnie od przyczepiania się do podłoża. Dotyczy to m.in. linii komórkowych, komórek nowotworowych lub komórek krwi.
Hodowle narządowe pozwalają najlepiej odtworzyć sytuację in vivo. Dzięki hodowli całych narządów lub ich fragmentów zostają zachowane naturalne interakcje między komórkami, co pozwala na uzyskanie wysoce wiarygodnych wyników.
Hodowle na mikronośnikach dają możliwość wzrostu dużej ilości komórek adherentnych w stosunkowo niewielkiej objętości medium. Są to hodowle prowadzone na kulkach wykonanych z różnego rodzaju tworzywa (dekstranowych, szklanych, żelatynowych, plastikowych).
Hodowle przestrzenne prowadzone są w celu stworzenia modeli naśladujących tkanki i narządy żywego organizmu. Zalicza się do nich hodowle narządowe, agregaty i sferoidy, kokultury organotypowe, hodowle na sztucznych naczyniach włosowatych, modele tkankowe i narządowe.
Czy hodowle komórkowe i tkankowe wymagają specjalnych warunków?
Wyposażenie pracowni in vitro wymaga odpowiedniej wiedzy i przygotowania. Hodowle muszą odbywać się w sterylnych warunkach z zachowaniem bardzo restrykcyjnych zasad aseptyki. Należy dezynfekować sprzęt laboratoryjny oraz powierzchnie. Ponadto naczynia hodowlane można otwierać wyłącznie w komorze laminarnej. Hodowle in vitro prowadzone są w określonych warunkach wilgotności, temperatury i zawartości CO2. Używa się medium hodowlanego z zawartością substancji odżywczych i soli mineralnych. Ma to na celu w jak największym stopniu upodobnić warunki hodowli do tych panujących w żywym organizmie. Gdyby, pomimo restrykcyjnych zasad aseptyki, hodowla została zanieczyszczona mikroorganizmami, profilaktycznie stosuje się dodatek antybiotyków do medium.
Trudno wyobrazić sobie dzisiejszą naukę i medycynę bez hodowli komórek i tkanek. Testowanie nowych leków, kosmetyków, suplementów diety, badania nad alergenami pokarmowymi, produkcja białek terapeutycznych to jedne z wielu zastosowań. Metody związane z hodowlami in vitro wpisane są w standardy m.in. dobrej praktyki laboratoryjnej, czy też wytwarzania. Możemy tylko czekać na kolejne spektakularne odkrycia z ich udziałem.
Źródła:
- [i] Władysław Kopaliński: in vitro; in vivo. W: Słownik wyrazów obcych i zwrotów obcojęzycznych [on-line]. slownik-online.pl. [dostęp 2016-07-09]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-07-02)].
- Harrison R.G. 1907. Observation on the living, developing nerve fibre. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 4: 140- 143.
- Hodowla komórek i tkanek in vitro. P.red. Stanisławy Stokłosowej; 2004
Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!
