Vrste staničnih linija

Stanični biolozi uzgajaju stanice u svom laboratoriju kako bi otkrili tajne normalne i abnormalne aktivnosti stanica. Stanice ljudi, životinja, biljaka i mikroorganizama izoliraju se i uzgajaju kako bi se razvile stanične linije za istraživačke studije. Mnoge vrste studija staničnih linija imaju veliku primjenu na polju medicinske znanosti. Na primjer, stanične linije koriste se za istraživanje genetskih mutacija, liječenja karcinoma, probira lijekova, starenja, metabolizma i cjepiva.

Laboratorijski istraživači uzgajaju velike populacije stanica iz jedne ili više roditeljskih stanica. Stanična kultura potječe od stanica primarnog darivatelja tkiva ili iz stanične linije kupljene putem stanične biobanke. Kultivirane stanice se umnožavaju u mediju za rast pod pažljivo reguliranim uvjetima. Stanične kulture su neprocjenjive u dijagnosticiranju infekcija i abnormalnosti, ispitivanju novih lijekova i proučavanju bolesti poput raka, navodi Nacionalni institut za rak.

Znanstvenici pažljivo proučavaju stanice uzgajane od ljudi, životinja, biljaka, bakterija i kvasca. Neke stanične kulture imaju sposobnost neograničenog dijeljenja.

Svaka replikacija stanica povećava vjerojatnost mitotske pogreške i izloženosti onečišćenju. Proces je sličan starenju. Većina stanica može se replicirati toliko puta prije nego što prirodno odumre ili uđe u razdoblje odmora koje se naziva starenje. Stanične linije sastavljene od smrtnih stanica koje ne mogu vječno živjeti nazivaju se konačne stanične linije.

Neke stanice spontano stječu sposobnost beskonačnog razmnožavanja. U laboratoriju, besmrtnost može se inducirati kemijskom transformacijom stanica ili virusima. Populacije besmrtnih stanica poznate su kao kontinuirane stanične linije. Većina konačnih i kontinuiranih staničnih linija su sidrište ovisno, što znači da njihovo postojanje ovisi o supstratima bogatim hranjivim tvarima, plinovima, enzimima, ispravnom pH i prikladnoj temperaturi.

Potrebno je paziti da se konačne i kontinuirane stanične linije zaštite od infekcije i nestabilnosti gena koje se mogu dogoditi kod višestrukih transfera. Problem se može riješiti kriogenim skladištenjem. Zamrzavanje ćelija tekućim dušikom zahtijeva stalno praćenje temperature i rezervno hlađenje u slučaju nestanka struje ili kvara opreme.

Subkultivirane stanice uzete iz primarne kulture započinju staničnu liniju. Ako nije drugačije promijenjeno, normalne stanice iz primarne kulture imaju programirani životni vijek, što znači da su ograničene. Najjače i najbrže rastuće stanice prevladavaju i dovode do ujednačenosti populacije. Svaki prijenos naziva se a prolaz.

Linije matičnih stanica su izuzetno poštovani od strane istraživača jer matična stanica ima moć da se replicira ili diferencira u mnoge vrste specijaliziranih stanica poput neuroni ili osteociti. Matične stanice popravljaju oštećena tkiva i obnavljaju udove koji nedostaju kod nekih vrsta. Studije matičnih stanica mogle bi dovesti do napretka u liječenju uobičajenih bolesti kao što su koronarna bolest i dijabetes. Međutim, prema naučnom istraživanju još uvijek treba puno naučiti na polju regenerativne medicine Nacionalni zavodi za zdravlje.

Sojevi stanica su subpopulacije stanične linije. Sojevi stanica potječu od stanica koje su uklonjene iz stanične linije i genetski promijenjene kloniranjem ili prijenosom virusa, na primjer. Soj stanica također može biti posljedica onečišćenja tijekom postupka prijenosa.

HeLa stanice su najstarija stanična linija u Sjedinjenim Državama, prema John Hopkins Medicine web stranica. HeLa stanice nazvane su po Henrietti Lacks, majci petero djece koja su umrla 1951. u dobi od 31 godine od agresivnog oblika raka vrata maternice. Liječnici u bolnici John Hopkins zaprepastili su se koliko je brzo rastao Henriettin biopsirani tumor u laboratoriju.

Divlje rastuće tumorske HeLa stanice čine ih pogodnima za testiranje učinaka eksperimentalnih lijekova na stanice raka prije kliničkih ispitivanja na ljudima. Studije HeLa stanica dovele su do mnogih revolucionarnih otkrića. Izuzetno je što se ova stanična linija i danas koristi u istraživačkim laboratorijima širom svijeta.

Linije životinjskih stanica uključuju stanice uzete iz stotina životinjskih vrsta. Proučavanje životinjskih staničnih linija i njihovog podrijetla i karakteristika pobuđuje dublje razumijevanje razvojne biologije, ekspresije i evolucije gena. Nalazi imaju značaj i za ljudsku fiziologiju. Istraživanje kultura životinjskih staničnih linija smanjuje ovisnost o laboratorijskim životinjama. Primjeri uključuju:

• Stanične linije žaba.
  
• Stanične linije hrčka.
  
• Stanične linije miša.
  
• Stanične linije štakora.
  
• Pasje stanične linije.
  

Kulturno ljudske stanične linije mora se dobiti od renomirane banke stanica koja slijedi stroge protokole za identifikaciju i pohranu. Pogrešna identifikacija stanične linije ograničava valjanost nalaza i uopćavanje rezultata istraživača. Mnoge vrste ljudskih stanica katalogizirane su u bankama stanica za istraživanja i ispitivanja lijekova:

• jcam1.6 humani limfociti.
  
• J82 stanice mjehura čovjeka.
  
• kmst-6 stanice ljudske kože.
  
• hela229 ljudske cervikalne stanice.
  

Stanične linije raka s tumorima i genetskim mutacijama nude važan uvid u to kako se promjene gena događaju i kako napreduju. Ako saznate više o genezi tumora, možete predložiti poboljšanje liječenja lijekovima i preporučene promjene u načinu života. Na primjer, mutacije gena RAS su karcinomi debelog crijeva, gušterače, mjehura i jajnika koji ne reagiraju dobro na lijekove koji inhibiraju EGFR. Kultiviranje staničnih linija s mutacijom gena RAS pružit će model za ispitivanje alternativnog liječenja lijekovima.

Izogene stanične linije konstruiraju se u laboratoriju umetanjem gena u uzorak stanica izoliranih iz stanične linije. Konstruirane stanice se zatim uspoređuju sa stanicama izvedenim izravno iz roditeljske stanice, koja djeluje kao kontrolna skupina. Na primjer, grozdasti alati za uređivanje gena s kratkim palindromskim ponavljanjem (CRISPR) mogu stvoriti izogene stanične linije onkogena za upotrebu u testiranju novih lijekova za borbu protiv raka. Studije koje koriste izogene stanične linije također nude uvid u to kako genotip utječe na fenotip.

Pažljivo se razmatra odabir najprikladnijeg tipa stanične linije za planiranu studiju. Svrha eksperimenta trebala bi biti pokretački čimbenik u odabiru tipa stanice. Na primjer, stanice jetre dobar su izbor za proučavanje toksičnosti. Neprekidne stanične linije lakše je održavati dugoročno.

Stanice koje rastu u tikvici ili posudi za kulturu šire se hranjivim medijem u svojoj posudi, na kraju prekrivajući površinu, koja se naziva ušće. Stanični biolozi često primjećuju razinu ušća koja je uočena prilikom izvještavanja o njihovim nalazima. Na primjer, 80 posto ušća ukazuje da je oko 80 posto površine prekriveno stanicama.

Stanice se obično prenose prije dostizanja stopostotnog ušća kako bi nastavile aktivno rasti. Međutim, ovjekovječene stanice mogu nastaviti dijeliti i oblikovati slojeve. Stopa rasta staničnih linija razlikuje se ovisno o vrsti.

Kontaminacija uzgajanih staničnih linija ozbiljan je problem u medicinskim istraživanjima. A Članak iz 2015 u Znanost citirao je genetičara Christophera Korcha, rekavši, “... desetke tisuća publikacija, milijuni časopisa citati i potencijalno stotine milijuna istraživačkih dolara “povezani su sa studijama koristeći pogrešno identificirane stanične linije. U tijeku su napori na razotkrivanju često korištenih staničnih linija koje sadrže druge vrste stanica.

Primjeri grubih pogrešaka uključuju zamjenu stanica svinja ili štakora za ljudske stanice i neotkrivanje miješanja prilikom izvještavanja o nalazima studije. Također se vjeruje da su mnoge ljudske stanične linije kontaminirane brzo rastućim HeLa stanicama, koje nadmašuju druge stanice koje se dijele ako se slučajno dogodi kontakt. Skupine poput Međunarodnog odbora za provjeru autentičnosti staničnih linija rade na ispravljanju situacije zahtijevajući provjeru identiteta uzorka prilikom pokretanja studije.