Soorten cellijnen

Celbiologen kweken cellen in hun laboratorium om de geheimen van normale en abnormale celactiviteit te ontrafelen. Cellen van mensen, dieren, planten en micro-organismen worden geïsoleerd en gekweekt om cellijnen te ontwikkelen voor onderzoeksstudies. Veel soorten cellijnstudies hebben een grote toepassing op het gebied van de medische wetenschap. Cellijnen worden bijvoorbeeld gebruikt om genetische mutaties, kankerbehandelingen, screening van geneesmiddelen, veroudering, metabolisme en vaccins te onderzoeken.

Laboratoriumonderzoekers kweken grote populaties cellen van een of meer oudercellen. Een celkweek is afkomstig van cellen van een primaire weefseldonor of van een cellijn die is aangekocht via een celbiobank. Gekweekte cellen prolifereren in een groeimedium onder zorgvuldig gereguleerde omstandigheden. Celculturen zijn van onschatbare waarde bij het diagnosticeren van infecties en afwijkingen, het testen van nieuwe medicijnen en het bestuderen van ziekten zoals kanker, volgens de Nationaal Kanker Instituut.

Wetenschappers bestuderen zorgvuldig cellen die zijn gekweekt uit mensen, dieren, planten, bacteriën en gisten. Sommige celculturen hebben het vermogen om zich voor onbepaalde tijd te delen. Primaire culturen zijn cellen die uit weefsel worden geïsoleerd en worden gekweekt totdat de cellen de maximale capaciteit (samenvloeiing) voor hun container hebben bereikt. Cellen worden vervolgens overgebracht naar a ondergeschikt vat met vers medium om voortgezette celvermenigvuldiging aan te moedigen.

Elke celreplicatie verhoogt de kans op mitotische fouten en blootstelling aan besmetting. Het proces is vergelijkbaar met veroudering. De meeste cellen kunnen slechts zo vaak repliceren voordat ze op natuurlijke wijze afsterven of een rustperiode ingaan die senescentie wordt genoemd. Cellijnen die bestaan ​​uit sterfelijke cellen die niet eeuwig kunnen leven, worden aangeduid als eindige cellijnen.

sommige cellen spontaan het vermogen verwerven om zich oneindig te vermenigvuldigen. In het labortorium, onsterfelijkheid kan worden geïnduceerd door cellen chemisch of met virussen te transformeren. Populaties van onsterfelijke cellen staan ​​bekend als: continue cellijnen. De meeste eindige en continue cellijnen zijn: verankering-afhankelijk, wat betekent dat hun bestaan ​​afhangt van voedingsrijke substraten, gassen, enzymen, de juiste pH en geschikte temperatuur.

Er moet voor worden gezorgd dat eindige en continue cellijnen worden beschermd tegen infectie en geninstabiliteit die kan optreden bij meerdere overdrachten. Het probleem kan worden verholpen door cryogene opslag. Het bevriezen van cellen met vloeibare stikstof vereist een constante bewaking van de temperatuur en back-upkoeling in het geval van stroomuitval of apparatuurbreuk.

Subgekweekte cellen uit een primaire cultuur starten een cellijn. Tenzij anders gewijzigd, hebben normale cellen uit een primaire cultuur een geprogrammeerde levensduur, wat betekent dat ze eindig zijn. De sterkste, snelst groeiende cellen overheersen en zorgen voor uniformiteit in de populatie. Elke overdracht heet a passage.

Stamcellijnen worden zeer vereerd door onderzoekers omdat een stamcel de kracht heeft om zichzelf te repliceren of te differentiëren in vele soorten gespecialiseerde cellen zoals neuronen of osteocyten. Stamcellen repareren beschadigde weefsels en regenereren ontbrekende ledematen bij sommige soorten. Stamcelonderzoek zou kunnen leiden tot vooruitgang in de behandeling van veelvoorkomende ziekten zoals coronaire aandoeningen en diabetes. Er is echter nog veel te leren op het gebied van regeneratieve geneeskunde, aldus de Nationale gezondheidsinstituten.

Celstammen zijn subpopulaties van een cellijn. Celstammen zijn afkomstig van cellen die uit de cellijn zijn verwijderd en genetisch zijn veranderd door bijvoorbeeld klonen of overdracht van een virus. Een celstam kan ook het gevolg zijn van besmetting tijdens het overdrachtsproces.

HeLa-cellen zijn de oudste cellijn in de Verenigde Staten, volgens de John Hopkins Medicine website. HeLa-cellen zijn vernoemd naar Henrietta Lacks, een moeder van vijf kinderen die in 1951 op 31-jarige leeftijd stierf aan een agressieve vorm van baarmoederhalskanker. Artsen in het John Hopkins Hospital waren verbaasd over hoe snel Henrietta's biopsie tumor groeide in het laboratorium.

Wildgroeiende tumorachtige HeLa-cellen maken ze zeer geschikt voor het testen van de effecten van experimentele geneesmiddelen op kankercellen vóór klinische proeven op mensen. HeLa-celonderzoeken hebben geleid tot veel baanbrekende ontdekkingen. Opmerkelijk is dat deze cellijn vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt in onderzoekslaboratoria over de hele wereld.

Dierlijke cellijnen omvatten cellen van honderden diersoorten. Het bestuderen van dierlijke cellijnen en hun oorsprong en kenmerken roept een dieper begrip op van ontwikkelingsbiologie, genexpressie en evolutie. Bevindingen zijn ook van belang voor de menselijke fysiologie. Onderzoek van dierlijke cellijnculturen vermindert de afhankelijkheid van proefdieren. Voorbeelden zijn:

• Kikker cellijnen.
  
• Hamster cellijnen.
  
• Muis cellijnen.
  
• Cellijnen van ratten.
  
• Hond cellijnen.
  

gecultiveerd menselijke cellijnen moeten worden verkregen van een gerenommeerde celbank die strikte protocollen volgt voor identificatie en opslag. Verkeerde identificatie van de cellijn beperkt de geldigheid van bevindingen en de generaliseerbaarheid van de resultaten van een onderzoeker. Veel soorten menselijke cellen zijn gecatalogiseerd in celbanken voor onderzoek en onderzoek naar geneesmiddelen:

• jcam1.6 menselijke lymfocyten.
  
• J82 menselijke blaascellen.
  
• kmst-6 menselijke huidcellen.
  
• hela229 menselijke cervicale cellen.
  

kanker cellijnen met tumoren en genetische mutaties bieden belangrijk inzicht in hoe veranderingen in genen ontstaan ​​en verlopen. Meer leren over het ontstaan ​​van tumoren kan verbeterde medicamenteuze behandelingen en aanbevolen veranderingen in levensstijl suggereren. Mutaties van het RAS-gen worden bijvoorbeeld waargenomen kankers van de dikke darm, pancreas, blaas en eierstokken die niet goed reageren op EGFR-remmende geneesmiddelen. Het kweken van cellijnen met de RAS-genmutatie zou een model opleveren voor het testen van alternatieve medicamenteuze behandelingen.

Isogene cellijnen worden in het laboratorium ontwikkeld door een gen in een celmonster te plaatsen dat uit een cellijn is geïsoleerd. De gemanipuleerde cellen worden vervolgens vergeleken met cellen die rechtstreeks zijn afgeleid van de oudercel, die fungeert als de controlegroep. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat (CRISPR) gen-editing tools kunnen bijvoorbeeld isogene cellijnen van oncogenen creëren voor gebruik bij het testen van nieuwe kankerbestrijdende medicijnen. Studies met isogene cellijnen bieden ook inzicht in hoe genotype het fenotype beïnvloedt.

Zorgvuldige afweging gaat bij het selecteren van het meest geschikte type cellijn voor een geplande studie. Het doel van het experiment moet een drijvende factor zijn bij de selectie van het celtype. Levercellen zijn bijvoorbeeld een goede keuze bij het bestuderen van toxiciteit. Continue cellijnen zijn gemakkelijker op lange termijn te onderhouden.

Cellen die in een kolf of kweekschaal groeien, verspreiden zich over het voedingsmedium van hun container en bedekken uiteindelijk het oppervlak, wat samenvloeiing wordt genoemd. Celbiologen merken vaak de mate van samenvloeiing op die werd waargenomen bij het rapporteren van hun bevindingen. 80 procent samenvloeiing geeft bijvoorbeeld aan dat ongeveer 80 procent van het oppervlak bedekt is met cellen.

Cellen worden meestal overgebracht voordat ze 100 procent samenvloeiing bereiken om ze actief te laten groeien. Onsterfelijk gemaakte cellen kunnen zich echter blijven delen en lagen vormen. De groeisnelheid van cellijnen verschilt per type.

Besmetting van gekweekte cellijnen is een serieus probleem in medisch onderzoek. EEN 2015 artikel 2015 in Wetenschap citeerde geneticus Christopher Korch als volgt: "... tienduizenden publicaties, miljoenen tijdschriften citaten en mogelijk honderden miljoenen onderzoeksdollars” zijn verbonden met onderzoeken waarin verkeerd geïdentificeerde cel lijnen. Er worden inspanningen geleverd om veelgebruikte cellijnen bloot te leggen die andere soorten cellen bevatten.

Voorbeelden van grove fouten zijn onder meer dat de cellen van varkens of ratten worden aangezien voor menselijke cellen en dat de verwisseling niet wordt onthuld bij het rapporteren van bevindingen van het onderzoek. Er wordt ook aangenomen dat veel menselijke cellijnen besmet zijn met snelgroeiende HeLa-cellen, die andere delende cellen overtreffen als er onbedoeld contact plaatsvindt. Groepen zoals het International Cell Line Authentication Committee werken eraan om de situatie te corrigeren door de identiteitscontrole van monsters te eisen bij het starten van een onderzoek.