סוגי שורות תאים

ביולוגים סלולריים מגדלים תאים במעבדה שלהם כדי לפתוח את סודות פעילות התאים הרגילה והחריגה. תאים מבני אדם, בעלי חיים, צמחים ומיקרו אורגניזמים מבודדים ומטופחים לפיתוח שורות תאים למחקרי מחקר. סוגים רבים של לימודי תאים בעלי יישום נהדר בתחום מדע הרפואה. למשל, שורות תאים משמשות לחקר מוטציות גנטיות, טיפולים בסרטן, בדיקת סמים, הזדקנות, חילוף חומרים וחיסונים.

חוקרי מעבדה מתרבים אוכלוסיות גדולות של תאים מתא אחד או יותר. תרבית תאים מקורם בתאים של תורם רקמות ראשוני או מקו תאים שנרכש דרך ביו-בנק. תאים בתרבית מתרבים במדיום גדילה בתנאים מוסדרים בקפידה. תרבויות תאים לא יסולא בפז באבחון זיהומים וחריגות, בדיקת תרופות חדשות וחקר מחלות כמו סרטן המכון הלאומי לסרטן.

מדענים חוקרים בקפידה תאים מתורבתים מבני אדם, בעלי חיים, צמחים, חיידקים ושמרים. יש תרבויות תאים בעלות יכולת להתחלק ללא הגבלת זמן. תרבויות ראשוניות הם תאים המבודדים מרקמה וגדלים עד שהתאים מגיעים לקיבולת מקסימאלית (מפגש) למיכל שלהם. לאחר מכן מועברים תאים ל- a מִשׁנִי כלי המכיל מדיום טרי לעידוד המשך כפל תאים.

כל שכפול תאים מגדיל את הסיכויים לשגיאות מיטוטיות ולחשיפה לזיהום. התהליך דומה להזדקנות. רוב התאים יכולים להעתיק רק פעמים רבות כל כך לפני שהם מתים באופן טבעי או נכנסים לתקופת מנוחה הנקראת הזדקנות. שורות תאים המורכבות מתאי תמותה שאינם יכולים לחיות לנצח מכונים

יש תאים לרכוש באופן ספונטני את היכולת להתרבות ללא הגבלת זמן. במעבדה, נֵצַח יכול להיגרם על ידי הפיכת תאים באופן כימי או עם וירוסים. אוכלוסיות של תאי אלמוות מכונות שורות תאים רציפות. שורות התאים הסופיות והרציפות ביותר הן תלוי עיגון, כלומר קיומם תלוי במצעים עשירים בחומרים מזינים, גזים, אנזימים, pH נכון וטמפרטורה מתאימה.

יש להקפיד על הגנה על שורות תאים סופיות ורציפות מפני זיהום וחוסר יציבות גנים העלולים להתרחש בהעברות מרובות. ניתן לתקן את הבעיה באמצעות אחסון קריוגני. הקפאת תאים עם חנקן נוזלי דורשת מעקב קבוע אחר הטמפרטורה וקירור גיבוי במקרה של הפסקות חשמל או שבירות בציוד.

תאי תת-תרבות שנלקחו מתרבית ראשונית מתחילים קו תא. אלא אם כן שונה אחרת, לתאים נורמליים מתרבית ראשונית יש אורך חיים מתוכנת, כלומר הם סופיים. התאים החזקים, הצומחים ביותר, שולטים ומולידים אחידות באוכלוסייה. כל העברה נקראת a מַעֲבָר.

שורות תאי גזע נערצים מאוד על ידי חוקרים מכיוון שתא גזע בכוחו לשכפל את עצמו או להתמיין לסוגים רבים של תאים מיוחדים כגון נוירונים אוֹ אוסטאוציטים. תאי גזע מתקנים רקמות פגועות ומחדשים גפיים חסרות במינים מסוימים. מחקרים על תאי גזע עשויים להוביל להתקדמות בטיפול במחלות שכיחות כגון מחלות כליליות וסוכרת. עם זאת, יש עדיין הרבה מה ללמוד בתחום הרפואה המתחדשת, על פי ה- המכונים הלאומיים לבריאות.

זני תאים הם תת אוכלוסיות של קו תא. זני תאים נובעים מתאים שהוסרו מקו התאים ושונו גנטית באמצעות שיבוט או העברה של נגיף, למשל. זן של תאים יכול לנבוע גם מזיהום במהלך תהליך ההעברה.

תאי הלה הם קו התאים הוותיק ביותר בארצות הברית, על פי ה- רפואה של ג'ון הופקינס אתר אינטרנט. תאי הלה נקראים על שם הנרייטה לקס, אם לחמישה ילדים שמתה בשנת 1951 בגיל 31 מצורה אגרסיבית של סרטן צוואר הרחם. רופאים בבית החולים ג'ון הופקינס נבהלו מהמהירות שבה גידול הביופסיה של הנרייטה גדל במעבדה.

תאי HeLa גידוליים בגידול פרא הופכים אותם למתאימים היטב לבדיקת ההשפעות של תרופות ניסיוניות על תאים סרטניים לפני ניסויים קליניים בבני אדם. מחקרי תאי הלה הביאו לתגליות פורצות דרך רבות. למרבה הפלא, קו תאים זה משמש עד היום במעבדות מחקר ברחבי העולם.

שורות תאים של בעלי חיים כוללים תאים שנלקחו ממאות מיני בעלי חיים. לימוד שורות תאים של בעלי חיים ומקורם ומאפייניהם מעורר הבנה מעמיקה יותר של ביולוגיה התפתחותית, ביטוי גנים ואבולוציה. לממצאים יש משמעות גם לפיזיולוגיה האנושית. מחקר על תרבויות קו תאים של בעלי חיים מפחית את התלות בחיות מעבדה. דוגמאות מכילות:

• שורות תאי צפרדעים.
  
• שורות תאים של אוגר.
  
• שורות תאי עכבר.
  
• שורות תאי עכברוש.
  
• שורות תאים לכלבים.
  

מְתוּרבָּת שורות תאים אנושיות יש להשיג מבנק סלולרי מכובד המקיים פרוטוקולים מחמירים לזיהוי ואחסון. זיהוי מוטעה של קו התא מגביל את תוקף הממצאים והכללות תוצאות החוקר. סוגים רבים של תאים אנושיים מקוטלגים בבנקי תאים לצורך מחקר ובדיקת תרופות:

• jcam1.6 לימפוציטים אנושיים.
  
• תאי שלפוחית ​​השתן האנושית J82.
  
• קמסט -6 תאי עור אנושיים.
  
• כל 229 תאי צוואר הרחם האנושיים.
  

שורות תאים סרטניים עם גידולים ומוטציות גנטיות מציעים תובנה חשובה כיצד מתרחשים ומתקדמים שינויים בגנים. למידע נוסף על היווצרות גידולים יכול להציע טיפולים משופרים בתרופות ושינויים מומלצים באורח החיים. לדוגמא, מוטציות של הגן RAS נראות סרטן המעי הגס, הלבלב, שלפוחית ​​השתן והשחלות שאינן מגיבות טוב לתרופות מעכבות EGFR. טיפוח שורות תאים עם המוטציה הגנטית RAS יספק מודל לבדיקת טיפולים תרופתיים חלופיים.

שורות תאים איזוגניות מתוכננות במעבדה על ידי החדרת גן למדגם של תאים המבודדים מקו תאים. לאחר מכן משווים את התאים המהונדסים עם תאים שמקורם ישירות בתא האב, הפועל כקבוצת הביקורת. לדוגמא, כלים לעריכת גנים מקובצים באופן קבוע מרוכבים על פני Palindromic Repeat (CRISPR) יכולים ליצור שורות תאים איזוגניות של אונקוגנים לשימוש בבדיקת תרופות חדשות למלחמה בסרטן. מחקרים המשתמשים בשורות תאים איזוגניות מציעים גם תובנה כיצד משפיע גנוטיפ על פנוטיפ.

שיקול זהיר נבחר בבחירת סוג התא המתאים ביותר למחקר מתוכנן. מטרת הניסוי צריכה להיות גורם מניע בבחירת סוג התא. למשל, תאי כבד הם בחירה טובה בעת לימוד רעילות. קל יותר לשמור על שורות תאים רציפות.

תאים הגדלים בבקבוק או בצלחת תרבית התפשטו על פני המדיום התזונתי של מיכלם, ובסופו של דבר מכסים את פני השטח, אשר נקרא מפגש. ביולוגים של תאים מציינים לעיתים קרובות את רמת המפגש שנצפתה בעת הדיווח על ממצאיהם. לדוגמא, 80 אחוזי מפגש מצביעים על כך שכ- 80 אחוז מהשטח מכוסה על ידי תאים.

תאים מועברים בדרך כלל לפני שמגיעים למפגש של 100 אחוז כדי לשמור על צמיחה פעילה. עם זאת, תאים מונצחים עשויים להמשיך לחלק וליצור שכבות. קצב הצמיחה של שורות התאים משתנה לפי סוג.

זיהום של שורות תאים מתורבתות הוא בעיה רצינית במחקר הרפואי. א מאמר משנת 2015 ב מַדָע ציטט הגנטיקאי כריסטופר קורץ 'באומרו, "... עשרות אלפי פרסומים, מיליוני עיתונים ציטוטים ואולי מאות מיליוני דולרי מחקר "קשורים למחקרים תוך שימוש בזיהוי שגוי קוי טלפון. נערכים מאמצים לחשיפת שורות תאים נפוצות המכילות סוגים אחרים של תאים.

דוגמאות לשגיאות חמורות כוללות טעות בתאים של חזירים או חולדות בתאים אנושיים ואי גילוי התערובת בעת דיווח על ממצאי המחקר. סביר להניח כי שורות תאים אנושיות רבות מזוהמות בתאי הלה הגדלים במהירות, אשר עוקפים את תאי ההפרדה האחרים אם מתרחש מגע בשוגג. קבוצות כמו הוועדה הבינלאומית לאישור קו תאים פועלות לתיקון המצב על ידי דרישה לבדיקת זהות הדגימה בעת פתיחת מחקר.