Tipos de linhas celulares

Biólogos celulares cultivam células em seu laboratório para desvendar os segredos da atividade celular normal e anormal. Células de humanos, animais, plantas e microrganismos são isoladas e cultivadas para desenvolver linhas celulares para estudos de pesquisa. Muitos tipos de estudos de linha celular têm grande aplicação no campo da ciência médica. Por exemplo, as linhas celulares são usadas para investigar mutações genéticas, tratamentos de câncer, triagem de drogas, envelhecimento, metabolismo e vacinas.

Os pesquisadores de laboratório cultivam grandes populações de células de uma ou mais células-mãe. Uma cultura de células se origina de células de um doador de tecido primário ou de uma linha celular adquirida por meio de um biobanco de células. As células cultivadas proliferam em um meio de crescimento sob condições cuidadosamente reguladas. As culturas de células são inestimáveis ​​no diagnóstico de infecções e anormalidades, testando novos medicamentos e estudando doenças como o câncer, de acordo com o Instituto Nacional do Câncer.

Os cientistas estudam cuidadosamente as células cultivadas de humanos, animais, plantas, bactérias e leveduras. Algumas culturas de células possuem a capacidade de se dividir indefinidamente. Culturas primárias são células isoladas de tecido e cultivadas até que atinjam a capacidade máxima (confluência) para seu recipiente. As células são então transferidas para um secundário recipiente contendo meio fresco para encorajar a multiplicação celular contínua.

Cada replicação celular aumenta as chances de erro mitótico e exposição à contaminação. O processo é semelhante ao envelhecimento. A maioria das células só pode se replicar um determinado número de vezes antes de morrer naturalmente ou entrar em um período de repouso chamado senescência. Linhas celulares compostas de células mortais que não podem viver para sempre são referidas como linhas celulares finitas.

Algumas células adquirir espontaneamente a capacidade de se multiplicar indefinidamente. No laboratório, imortalidade pode ser induzido pela transformação química das células ou por vírus. Populações de células imortais são conhecidas como linhas de células contínuas. A maioria das linhas celulares finitas e contínuas são dependente de ancoragem, o que significa que sua existência depende de substratos ricos em nutrientes, gases, enzimas, pH correto e temperatura adequada.

Deve-se ter cuidado para proteger as linhas celulares finitas e contínuas de infecções e instabilidade genética que podem ocorrer com transferências múltiplas. O problema pode ser corrigido pelo armazenamento criogênico. O congelamento de células com nitrogênio líquido requer monitoramento constante da temperatura e refrigeração de backup em caso de falta de energia ou quebra do equipamento.

Células subcultivadas retiradas de uma cultura primária iniciam uma linha celular. A menos que sejam alteradas de outra forma, as células normais de uma cultura primária têm uma vida útil programada, o que significa que são finitas. As células mais fortes e de crescimento mais rápido predominam e dão origem a uniformidade na população. Cada transferência é chamada de passagem.

Linhagens de células-tronco são altamente reverenciados pelos pesquisadores porque uma célula-tronco tem o poder de se replicar ou se diferenciar em muitos tipos de células especializadas, como neurônios ou osteócitos. As células-tronco reparam tecidos danificados e regeneram membros perdidos em algumas espécies. Os estudos com células-tronco podem levar a avanços no tratamento de doenças comuns, como doenças coronárias e diabetes. No entanto, ainda há muito a aprender no campo da medicina regenerativa, de acordo com o Instituto Nacional de Saúde.

As cepas de células são subpopulações de uma linha celular. Cepas celulares derivam de células que foram retiradas da linha celular e geneticamente alteradas por meio da clonagem ou transmissão de um vírus, por exemplo. Uma cepa de células também pode resultar de contaminação durante o processo de transferência.

Células HeLa são a linha celular mais antiga dos Estados Unidos, de acordo com o John Hopkins Medicine local na rede Internet. As células HeLa têm o nome de Henrietta Lacks, mãe de cinco filhos que morreu em 1951 aos 31 anos de uma forma agressiva de câncer cervical. Os médicos do Hospital John Hopkins ficaram surpresos com a rapidez com que o tumor biopsiado de Henrietta cresceu no laboratório.

As células tumorais HeLa em crescimento descontrolado as tornam adequadas para testar os efeitos de drogas experimentais em células cancerígenas antes dos ensaios clínicos em humanos. Os estudos com células HeLa levaram a muitas descobertas inovadoras. Notavelmente, essa linha de células ainda é usada hoje em laboratórios de pesquisa em todo o mundo.

Linhagens de células animais incluem células retiradas de centenas de espécies animais. O estudo de linhagens de células animais e sua origem e características evoca uma compreensão mais profunda da biologia do desenvolvimento, expressão e evolução gênica. As descobertas também têm significado para a fisiologia humana. A pesquisa de culturas de linhagens de células animais reduz a dependência de animais de laboratório. Exemplos incluem:

• Linhas de células de sapo.
  
• Linhagens de células de hamster.
  
• Linhas de células de camundongo.
  
• Linhagens celulares de ratos.
  
• Linhas de células de cães.
  

Culto linhagens de células humanas deve ser obtido em um banco de células confiável que segue protocolos rígidos de identificação e armazenamento. A identificação incorreta da linha celular limita a validade das descobertas e a generalização dos resultados de um pesquisador. Muitos tipos de células humanas são catalogados em bancos de células para pesquisas e estudos de teste de drogas:

• linfócitos humanos jcam1.6.
  
• Células da bexiga humana J82.
  
• kmst-6 células da pele humana.
  
• hela229 células cervicais humanas.
  

Linhagens de células cancerosas com tumores e mutações genéticas oferecem uma visão importante sobre como as mudanças nos genes ocorrem e progridem. Aprender mais sobre a gênese dos tumores pode sugerir melhores tratamentos com medicamentos e mudanças de estilo de vida recomendadas. Por exemplo, mutações do gene RAS são cânceres de cólon, pâncreas, bexiga e ovários que não respondem bem a drogas inibidoras de EGFR. A cultura de linhas celulares com a mutação do gene RAS forneceria um modelo para testar tratamentos alternativos com drogas.

As linhas de células isogênicas são projetadas em laboratório, inserindo um gene em uma amostra de células isoladas de uma linha de células. As células modificadas são então comparadas com células derivadas diretamente da célula-mãe, que atua como o grupo de controle. Por exemplo, as ferramentas de edição de genes Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat (CRISPR) podem criar linhas celulares isogênicas de oncogenes para uso em testes de novas drogas de combate ao câncer. Estudos usando linhas celulares isogênicas também oferecem uma visão sobre como o genótipo influencia o fenótipo.

Uma consideração cuidadosa vai para a seleção do tipo mais apropriado de linhagem de células para um estudo planejado. O objetivo do experimento deve ser um fator determinante na seleção do tipo de célula. Por exemplo, as células do fígado são uma boa escolha ao estudar a toxicidade. Linhas celulares contínuas são mais fáceis de manter a longo prazo.

As células que crescem em um frasco ou prato de cultura se espalham pelo meio nutriente de seu recipiente, eventualmente cobrindo a superfície, o que é chamado de confluência. Os biólogos celulares freqüentemente notam o nível de confluência que foi observado ao relatar suas descobertas. Por exemplo, 80 por cento de confluência indica que cerca de 80 por cento da superfície é coberta por células.

As células são normalmente transferidas antes de atingir 100 por cento de confluência para mantê-las em crescimento ativo. No entanto, as células imortalizadas podem continuar se dividindo e formando camadas. A taxa de crescimento das linhas celulares varia de acordo com o tipo.

A contaminação de linhagens celulares em cultura é um problema sério na pesquisa médica. UMA Artigo de 2015 dentro Ciência citou o geneticista Christopher Korch dizendo: “… dezenas de milhares de publicações, milhões de periódicos citações e potencialmente centenas de milhões de dólares de pesquisa ”estão ligados a estudos usando linhas de celular. Esforços estão em andamento para expor as linhas de células comumente usadas que contêm outros tipos de células.

Exemplos de erros flagrantes incluem confundir as células de porcos ou ratos com células humanas e não revelar a confusão ao relatar os resultados do estudo. Acredita-se também que muitas linhagens de células humanas estão contaminadas com células HeLa de crescimento rápido, que ultrapassam outras células em divisão se o contato ocorrer inadvertidamente. Grupos como o International Cell Line Authentication Committee estão trabalhando para corrigir a situação, exigindo a verificação da identidade do espécime ao iniciar um estudo.