Sejtvonalak típusai

A sejtbiológusok laboratóriumukban növesztik a sejteket, hogy kinyissák a normális és abnormális sejtaktivitás titkait. Az emberekből, állatokból, növényekből és mikroorganizmusokból származó sejteket izolálják és tenyésztik, hogy a kutatási tanulmányokhoz sejtvonalakat hozzanak létre. A sejtvonal-vizsgálatok számos típusa nagyszerű alkalmazást kínál az orvostudomány területén. Például sejtvonalakat használnak genetikai mutációk, rákkezelések, gyógyszerszűrés, öregedés, anyagcsere és vakcinák vizsgálatára.

A laboratóriumi kutatók nagyszámú sejtpopulációt tenyésztenek egy vagy több szülősejtből. Sejtkultúra egy primer szövetdonor sejtjeiből vagy egy sejtbiobankon keresztül vásárolt sejtvonalból származik. A tenyésztett sejtek gondosan szabályozott körülmények között szaporodnak egy táptalajban. A sejtkultúrák felbecsülhetetlen értékűek a fertőzések és rendellenességek diagnosztizálásában, új gyógyszerek tesztelésében és olyan betegségek tanulmányozásában, mint a rák Országos Rákintézet.

A tudósok gondosan tanulmányozzák az emberekből, állatokból, növényekből, baktériumokból és élesztőből tenyésztett sejteket. Egyes sejttenyészetek képesek a korlátlan osztódásra. Elsődleges kultúrák a szövetből izolált sejtek, és addig nőnek, amíg a sejtek el nem érik a tartályuk maximális kapacitását (összefolyását). A sejteket ezután a másodlagos friss táptalajt tartalmazó edény a sejtek folyamatos szaporodásának ösztönzése érdekében.

Minden sejtreplikáció növeli a mitotikus hiba esélyét és a szennyezésnek való kitettséget. A folyamat hasonló az öregedéshez. A legtöbb sejt csak annyiszor replikálódhat, mielőtt természetes módon elpusztulna, vagy az öregedésnek nevezett nyugalmi időszakba lépne. A halandó sejtekből álló sejtvonalakat, amelyek nem tudnak örökké élni, úgy nevezzük véges sejtvonalak.

Néhány sejt spontán módon elsajátítja a korlátlan szaporodás képességét. A laborban halhatatlanság indukálható a sejtek kémiai átalakításával vagy vírusokkal. A halhatatlan sejtek populációi ismertek folyamatos sejtvonalak. A legtöbb véges és folytonos sejtvonal az lehorgonyzástól függő, vagyis létezésük tápanyagban gazdag szubsztrátoktól, gázoktól, enzimektől, a helyes pH-tól és a megfelelő hőmérséklettől függ.

Ügyelni kell a véges és folyamatos sejtvonalak védelmére a fertőzés és a gén instabilitása ellen, amely többszörös transzfer esetén jelentkezhet. A problémát kriogén tárolással lehet orvosolni. A cellák folyékony nitrogénnel történő fagyasztásához a hőmérséklet folyamatos ellenőrzése és a tartalék hűtés szükséges áramkimaradás vagy berendezés meghibásodás esetén.

Az elsődleges tenyészetből vett szubkultúrás sejtek sejtvonalat indítanak. Hacsak másképp nem módosul, az elsődleges tenyészet normál sejtjeinek programozott élettartama van, vagyis végesek. A legerősebb, leggyorsabban növekvő sejtek vannak túlsúlyban, és a populációban egységessé válnak. Minden átutalást a átjáró, átkelés.

Őssejtvonalak nagyon tisztelik a kutatók, mert az őssejt képes megismétlődni vagy sokféle speciális sejtre differenciálódni, mint pl. idegsejtek vagy oszteociták. Az őssejtek helyreállítják a sérült szöveteket és egyes fajokban regenerálják a hiányzó végtagokat. Az őssejt-vizsgálatok előrehaladást eredményezhetnek a gyakori betegségek, például a koszorúér-betegség és a cukorbetegség kezelésében. A. Szerint azonban még sok mindent meg kell tanulni a regeneratív orvoslás területén Nemzeti Egészségügyi Intézetek.

A sejttörzsek a sejtvonal alcsoportjai. A sejttörzsek olyan sejtekből származnak, amelyeket eltávolítottak a sejtvonalból, és genetikailag megváltoztatták például klónozás vagy vírus átvitele révén. Egy sejt törzs az átviteli folyamat során bekövetkező szennyeződésből is származhat.

HeLa sejtek a legrégebbi sejtvonal az Egyesült Államokban a John Hopkins orvostudomány weboldal. A HeLa-sejteket Henrietta Lacksről, ötgyermekes anyáról nevezték el, aki 1951-ben 31 éves korában halt meg a méhnyakrák agresszív formájától. A John Hopkins Kórház orvosai megdöbbentek, hogy Henrietta biopsziás daganata milyen gyorsan nő a laboratóriumban.

A vadon növő daganatos HeLa-sejtek alkalmassá teszik őket a kísérleti gyógyszerek rákos sejtekre gyakorolt ​​hatásának tesztelésére az emberen végzett klinikai vizsgálatok előtt. A HeLa sejtvizsgálatok számos úttörő felfedezéshez vezettek. Figyelemre méltó, hogy ezt a sejtvonalat ma is használják kutatási laboratóriumok világszerte.

Állati sejtvonalak több száz állatfajból vett sejteket tartalmaz. Az állati sejtvonalak, eredetük és jellemzőik tanulmányozása a fejlődésbiológia, a génexpresszió és az evolúció mélyebb megértését váltja ki. A megállapítások jelentőséggel bírnak az emberi fiziológia szempontjából is. Az állati sejtvonalak kutatása csökkenti a laboratóriumi állatoktól való függőséget. Példák:

• Béka sejtvonalak.
  
• Hörcsög sejtvonalak.
  
• Egérsejtvonalak.
  
• Patkány sejtvonalak.
  
• Kutya sejtvonalai.
  

Kulturált emberi sejtvonalak megbízható sejtbanktól kell beszerezni, amely szigorú protokollokat követ az azonosításhoz és tároláshoz. A sejtvonal téves azonosítása korlátozza a kutatások eredményeinek érvényességét és általánosíthatóságát. Az emberi sejtek sok típusát katalogizálják a sejtbankokban kutatások és gyógyszervizsgálatok céljából:

• jcam1,6 emberi limfociták.
  
• J82 humán hólyagsejtek.
  
• kmst-6 emberi bőrsejtek.
  
• hela229 emberi nyaki sejtek.
  

Rák sejtvonalai daganatokkal és genetikai mutációkkal fontos betekintést nyújtanak a gének változásainak előrehaladásába és fejlődésébe. Ha többet szeretne megtudni a daganatok keletkezéséről, javított gyógyszeres kezelésekre és életmódbeli változásokra lehet szükség. Például a RAS gén mutációi a vastagbél, a hasnyálmirigy, a hólyag és a petefészkek rákos megbetegedései, amelyek nem reagálnak jól az EGFR-gátló gyógyszerekre. A sejtvonalak RAS génmutációval történő tenyésztése modellt nyújtana az alternatív gyógyszeres kezelések teszteléséhez.

Az izogén sejtvonalakat úgy alakítják ki a laboratóriumban, hogy gént helyeznek be egy sejtvonalból izolált sejtmintába. Ezután a megtervezett sejteket összehasonlítjuk a közvetlenül az alapsejtből származó sejtekkel, amelyek kontrollcsoportként működnek. Például a Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat (CRISPR) génszerkesztő eszközök létrehozhatnak onkogén izogén sejtvonalakat új rákellenes gyógyszerek tesztelésére. Az izogén sejtvonalakat használó vizsgálatok betekintést nyújtanak abba is, hogy a genotípus hogyan befolyásolja a fenotípust.

Gondosan mérlegeljük a legmegfelelőbb sejttípus kiválasztását a tervezett tanulmányhoz. A kísérlet célja a sejttípus kiválasztásának mozgatórugója legyen. Például a májsejtek jó választás a toxicitás vizsgálatakor. A folyamatos sejtvonalakat könnyebb fenntartani hosszú távon.

A lombikban vagy tenyésztőcsészében növekvő sejtek szétterjedtek a tartályuk tápközegében, végül eltakarták a felszínt, amelyet összefolyásnak nevezünk. A sejtbiológusok gyakran megjegyzik az összefolyás szintjét, amelyet megfigyeléseik során figyeltek meg. Például a 80 százalékos összefolyás azt jelzi, hogy a felület körülbelül 80 százalékát sejtek borítják.

A sejteket általában a 100% -os összefolyás elérése előtt továbbítják, hogy aktívan növekedjenek. Az immortalizált sejtek azonban továbbra is osztódhatnak és rétegeket képezhetnek. A sejtvonalak növekedési sebessége típusonként változik.

A tenyésztett sejtvonalak szennyeződése komoly problémát jelent az orvosi kutatásban. A 2015. cikk ban ben Tudomány idézte Christopher Korch genetikus, aki azt mondta: „… több tízezer publikáció, folyóiratok milliói idézetek és potenciálisan százmillió kutatási dollár ”kapcsolódnak a tévesen azonosított tanulmányokhoz sejtvonalak. Folyamatban vannak a más típusú sejteket tartalmazó, általánosan használt sejtvonalak feltárása.

Például a súlyos hibák közé tartozik a sertések vagy patkányok sejtjeinek emberi sejtekhez való összetévesztése, és a vizsgálat eredményeinek jelentésekor az összetétel elmaradása. Számos emberi sejtvonalról úgy gondolják, hogy gyorsan növekvő HeLa-sejtekkel is szennyezettek, amelyek véletlenül érintkezés esetén felülmúlják a többi osztódó sejtet. Azok a csoportok, mint a Nemzetközi Sejtvonal-Hitelesítési Bizottság, azon dolgoznak, hogy kijavítsák a helyzetet azzal, hogy a vizsgálat indításakor megkövetelik a mintadarabok ellenőrzését.