Βασική διαφορά – Πρωτογενής έναντι δευτερογενούς κυτταρικής καλλιέργειας
Πριν συζητήσουμε τη διαφορά μεταξύ Πρωτοβάθμιας και Δευτερογενούς Κυτταρικής Καλλιέργειας, ας ορίσουμε πρώτα εν συντομία τι είναι η κυτταρική καλλιέργεια. Η κυτταρική καλλιέργεια είναι η διαδικασία αφαίρεσης κυττάρων από ένα ζώο ή φυτό και η επακόλουθη ανάπτυξη σε ένα τεχνητά ελεγχόμενο περιβάλλον. Τα κύτταρα θα μπορούσαν να αφαιρεθούν απευθείας από τον ιστό και να διασπαστούν με ενζυματικές ή μηχανικές μεθόδους ή θα μπορούσαν να προέρχονται από μια καλλιέργεια που έχει ήδη καθιερωθεί. Η βασική διαφορά μεταξύ πρωτογενούς και δευτερογενούς κυτταρικής καλλιέργειας είναι ότι τα κύτταρα για πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια λαμβάνονται απευθείας από έναν ζωικό ή φυτικό ιστό, ενώ τα κύτταρα για τη δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια λαμβάνονται από μια ήδη εγκατεστημένη πρωτογενή καλλιέργεια. Επομένως, η δευτερογενής κουλτούρα είναι μια νέα κουλτούρα που προέρχεται από την πρωτογενή κουλτούρα.
Ας εξετάσουμε περαιτέρω την έννοια της πρωτογενούς και δευτερογενούς κυτταροκαλλιέργειας για να τις διαφοροποιήσουμε καλύτερα.
Τι είναι η Πρωτογενής Κυτταρική Καλλιέργεια;
Πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια είναι η αποσύνδεση κυττάρων από γονικό ιστό ζώων ή φυτών μέσω ενζυματικών ή μηχανικών μέτρων και διατήρηση της ανάπτυξης των κυττάρων σε κατάλληλο υπόστρωμα σε γυάλινα ή πλαστικά δοχεία υπό ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες. Τα κύτταρα στην πρωτογενή καλλιέργεια έχουν τον ίδιο καρυότυπο (αριθμός και εμφάνιση χρωμοσωμάτων στον πυρήνα ενός ευκαρυωτικού κυττάρου) με εκείνα τα κύτταρα στον αρχικό ιστό. Η πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια θα μπορούσε να ταξινομηθεί σε δύο με βάση το είδος των κυττάρων που χρησιμοποιούνται στην καλλιέργεια.
Εξαρτημένο ή προσκολλημένο κύτταρο από άγκυρα – Αυτά τα κύτταρα απαιτούν προσκόλληση για ανάπτυξη. Τα προσκολλημένα κύτταρα συνήθως προέρχονται από ιστούς οργάνων, για παράδειγμα από νεφρό όπου τα κύτταρα είναι ακίνητα και ενσωματωμένα στον συνδετικό ιστό
Ανεξάρτητα ή αιωρούμενα κύτταρα αγκύρωσης – Αυτά τα κύτταρα δεν απαιτούν προσκόλληση για ανάπτυξη. Με άλλα λόγια, αυτά τα κύτταρα δεν προσκολλώνται στην επιφάνεια του δοχείου καλλιέργειας. Όλες οι καλλιέργειες εναιωρήματος προέρχονται από κύτταρα του συστήματος αίματος. για παράδειγμα, τα λεμφοκύτταρα των λευκών αιμοσφαιρίων αιωρούνται στο πλάσμα
Τα κύτταρα που προέρχονται από πρωτογενείς καλλιέργειες έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής. Τα κελιά δεν μπορούν να κρατηθούν επ' αόριστον για διάφορους λόγους. Η αύξηση του αριθμού των κυττάρων στην πρωτογενή καλλιέργεια θα οδηγήσει σε εξάντληση του υποστρώματος και των θρεπτικών ουσιών. Επίσης, η κυτταρική δραστηριότητα θα αυξήσει σταδιακά το επίπεδο των τοξικών μεταβολιτών στην καλλιέργεια αναστέλλοντας την περαιτέρω ανάπτυξη των κυττάρων.
Σε αυτό το στάδιο, πρέπει να πραγματοποιηθεί μια δευτερεύουσα ή μια υποκαλλιέργεια για να διασφαλιστεί η συνεχής ανάπτυξη των κυττάρων.
Τι είναι η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια;
Όπως περιγράφεται παραπάνω, όταν τα κύτταρα σε προσκολλημένες καλλιέργειες καταλαμβάνουν όλο το διαθέσιμο υπόστρωμα ή όταν τα κύτταρα σε καλλιέργειες εναιωρήματος ξεπερνούν την ικανότητα του μέσου να υποστηρίζει περαιτέρω ανάπτυξη, ο κυτταρικός πολλαπλασιασμός αρχίζει να μειώνεται ή να παύει εντελώς. Προκειμένου να διατηρηθεί η βέλτιστη κυτταρική πυκνότητα για συνεχή ανάπτυξη και να διεγείρεται περαιτέρω πολλαπλασιασμός, η πρωτογενής καλλιέργεια πρέπει να υποκαλλιεργηθεί. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια.
Κατά τη δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια, τα κύτταρα από την πρωτογενή καλλιέργεια μεταφέρονται σε ένα νέο δοχείο με φρέσκο μέσο ανάπτυξης. Η διαδικασία περιλαμβάνει την αφαίρεση των προηγούμενων μέσων ανάπτυξης και την αποσύνδεση των προσκολλημένων κυττάρων σε προσκολλημένες πρωτογενείς καλλιέργειες. Η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια απαιτείται περιοδικά για να παρέχει στα κύτταρα χώρο ανάπτυξης και φρέσκα θρεπτικά συστατικά, παρατείνοντας έτσι τη ζωή των κυττάρων και επεκτείνοντας έναν αριθμό κυττάρων στην καλλιέργεια.
Η δευτερογενής καλλιέργεια ενός συγκεκριμένου όγκου μιας πρωτογενούς καλλιέργειας σε ίσο όγκο φρέσκου μέσου ανάπτυξης επιτρέπει τη μακροχρόνια διατήρηση των κυτταρικών σειρών. Η δευτερογενής καλλιέργεια σε μεγαλύτερο όγκο φρέσκου μέσου ανάπτυξης εφαρμόζεται για την αύξηση του αριθμού των κυττάρων, για παράδειγμα σε βιομηχανικές διεργασίες ή επιστημονικά πειράματα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της πρωτογενούς κυτταρικής καλλιέργειας και της δευτερογενούς κυτταρικής καλλιέργειας;
Όπως καταλάβαμε τώρα τους δύο όρους χωριστά, θα συγκρίνουμε τους δύο προκειμένου να βρούμε άλλες διαφορές μεταξύ τους.
Πότε χρησιμοποιείται η πρωτογενής και/ή δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια
Αυτό εξαρτάται από το τι θέλετε να μάθετε και τον τύπο πειράματος που κάνετε.
Πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια: Αυτή είναι η διαδικασία που χρησιμοποιείται για την καλλιέργεια κυττάρων από τον εν λόγω γονικό ιστό. Τα κύτταρα στην πρωτογενή καλλιέργεια θα έχουν πεπερασμένη διάρκεια ζωής λόγω της εξάντλησης του υποστρώματος και των θρεπτικών συστατικών και της συσσώρευσης τοξινών, με την αύξηση του πληθυσμού. Η πρωτογενής καλλιέργεια, παρά τις τεχνικές διαχωρισμού που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία απομόνωσης, μπορεί να περιέχει διάφορους τύπους κυττάρων. Ωστόσο, αυτό μπορεί να μην είναι πρόβλημα σε όλα τα είδη πειραμάτων και σε τέτοιες περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο η πρωτογενής καλλιέργεια.
Δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια: Συνήθως, ο αριθμός των κυττάρων που λαμβάνονται από την πρωτογενή καλλιέργεια είναι ανεπαρκής σε πειράματα. Η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια δίνει την ευκαιρία για επέκταση του κυτταρικού πληθυσμού και επίσης, παράταση της διάρκειας ζωής. Επιτρέπει την περαιτέρω επιλογή των κυττάρων με τη χρήση ενός εκλεκτικού μέσου και επιτρέπει τη γονοτυπική και φαινοτυπική ομοιομορφία στον πληθυσμό. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται για τη δημιουργία επαναλαμβανόμενων καλλιεργειών για βασικό χαρακτηρισμό, διατήρηση και πειραματισμό.
Ομοιότητα με τον γονικό ιστό
Πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια: Τα κύτταρα για πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια λαμβάνονται απευθείας από ζωικό ή φυτικό ιστό. Ως εκ τούτου, τα κύτταρα στην πρωτογενή καλλιέργεια μοιάζουν πολύ με τον γονικό τους ιστό και κατά συνέπεια, η βιολογική απόκριση μπορεί να είναι πιο κοντά σε μια κατάσταση in vivo από εκείνη μιας δευτερογενούς κυτταρικής καλλιέργειας.
Δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια: Η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια προέρχεται από μια πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια. Αν και η υποκαλλιέργεια παρατείνει τη διάρκεια ζωής των κυττάρων, υπάρχει η πιθανότητα μετά από μερικές φάσεις, τα κύτταρα να μετασχηματιστούν ή να χάσουν τον έλεγχο της μη διαίρεσης περισσότερες από ορισμένες φορές. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε μεταλλάξεις ή γενετικές αλλοιώσεις στα πρωτογενή κύτταρα κατά τη διάρκεια της υποκαλλιέργειας. Για παράδειγμα, ορισμένοι μικροοργανισμοί τείνουν να προσαρμόζονται στις συνθήκες καλλιέργειας, οι οποίες είναι κυρίως διαφορετικές από το φυσικό τους περιβάλλον, αλλάζοντας τη βιολογία τους.
Διαδικασία καλλιέργειας – Απόκτηση κυττάρων
Πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια: Στην πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια, ο ζωικός ή φυτικός ιστός θα περάσει από φάσεις έκπλυσης, ανατομής και μηχανικής ή ενζυματικής διάσπασης. Ο αποσυσσωματωμένος ιστός θα περιέχει μια ποικιλία διαφορετικών τύπων κυττάρων και αυτό μπορεί να απαιτεί την υιοθέτηση μιας τεχνικής διαχωρισμού προκειμένου να απομονωθούν κύτταρα ενδιαφέροντος.
Δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια: Στη δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια, εάν η πρωτογενής καλλιέργεια είναι προσκολλημένη καλλιέργεια, το πρώτο βήμα είναι η αποκόλληση των κυττάρων από την προσκόλληση (επιφάνεια του δοχείου καλλιέργειας) με μηχανικά ή ενζυματικά μέσα. Στη συνέχεια, τα κύτταρα πρέπει να αποσπαστούν το ένα από το άλλο για να σχηματιστεί ένα ενιαίο εναιώρημα κυττάρων.
Αριθμός κυττάρων στην καλλιέργεια
Πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια: Δεν είναι επιθυμητό να έχουμε ένα απόλυτο εναιώρημα μονοκυττάρου, καθώς πολλά πρωτογενή κύτταρα επιβιώνουν καλύτερα σε μικρές ομάδες.
Δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια: Αρκεί να δημιουργηθεί ένα εναιώρημα μεμονωμένων κυττάρων.
Διάρκεια ζωής πολιτισμού
Πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια: Οι πρωτογενείς κυτταρικές καλλιέργειες έχουν πεπερασμένη διάρκεια ζωής. Όπως εξηγήθηκε παραπάνω, αυτό συμβαίνει επειδή η ανάπτυξη των κυττάρων εξαντλεί το υπόστρωμα και τα θρεπτικά συστατικά και οδηγεί στη συσσώρευση τοξικών μεταβολιτών. Ως αποτέλεσμα, σταδιακά ο ρυθμός ανάπτυξης των κυττάρων πέφτει, οδηγώντας στον θάνατο των κυττάρων.
Δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια: Η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια παρατείνει τη διάρκεια ζωής των κυττάρων. Η περιοδική υποκαλλιέργεια μπορεί να παράγει αθάνατα κύτταρα μέσω μετασχηματισμού ή γενετικής αλλοίωσης των πρωτογενών κυττάρων.
Κίνδυνος μόλυνσης
Πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια: Οι πρωτογενείς κυτταροκαλλιέργειες είναι πιο δύσκολο να φροντιστούν. Γενικά, οι πρωτογενείς κυτταρικές καλλιέργειες χρειάζονται ένα πλούσιο μείγμα αμινοξέων, μικροθρεπτικών συστατικών, ορισμένων ορμονών και αυξητικών παραγόντων. Ως αποτέλεσμα, ο κίνδυνος μόλυνσης στις πρωτογενείς κυτταροκαλλιέργειες είναι υψηλότερος από τις δευτερογενείς κυτταροκαλλιέργειες.
Δευτερογενής κυτταροκαλλιέργεια: Οι δευτερογενείς κυτταροκαλλιέργειες είναι σχετικά εύκολο να διατηρηθούν και ο κίνδυνος μόλυνσης είναι μικρότερος από τις πρωτογενείς κυτταροκαλλιέργειες.
Σε αυτό το άρθρο, προσπαθήσαμε να κατανοήσουμε τους όρους πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια και δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια, ακολουθούμενη από σύγκριση για να τονίσουμε τις βασικές διαφορές μεταξύ τους. Η βασική διαφορά έγκειται στο πώς τα κύτταρα προέρχονται από την καλλιέργεια. κύτταρα για πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια λαμβάνονται απευθείας από ζωικό ή φυτικό ιστό, ενώ κύτταρα για δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια λαμβάνονται από ήδη εγκατεστημένη πρωτογενή καλλιέργεια.
