Prawidłowe funkcjonowanie organizmu człowieka opiera się na kilku fundamentach – społecznym, środowiskowym i żywieniowym. Jeśli chodzi o ten ostatni to nie ma problemu, trzeba jeść żeby żyć. Ale co z współistnieniem w społeczeństwie i środowiskiem? Różnie to bywa. Żeby dobrze się rozwijać i kształtować swój charakter potrzebujemy interakcji międzyludzkich oraz prawidłowego i czystego środowiska. Dlaczego o tym piszę i co ma to wspólnego z hodowlą komórek in vitro ? Odpowiedź znajdziecie w artykule.
Kultura tkankowa
Kultura tkankowa czy inaczej hodowla tkankowa to metoda badań biologicznych, w której fragmenty tkanek zwierzęcia lub rośliny są przenoszone do sztucznego środowiska. Środowisko musi być tak skomponowane, żeby tworzące hodowle komórki mogły w nim funkcjonować czyli namnażać się, zmieniać rozmiar, formę lub funkcję, wykazywać specjalistyczną aktywność, a nawet wchodzić w interakcje z innymi komórkami. I tu pojawia się czynnik społeczny. Tak samo jak ludzie potrzebują innych ludzi do życia, tak komórki odbierając i przekazując sygnały chemiczne oddziałują na siebie. Jedne ze sobą współgrają i umożliwiają swój wzajemny wzrost w odpowiednim środowisku, a inne się zwalczają promując tylko swój wzrost – jak w przypadku komórek nowotworowych. Wszystkie te procesy analizowane są przez naukowców na całym świecie, którzy próbują zrozumieć funkcjonowanie organizmów na poziomie komórkowym.
Społeczność komórkowa to jedno, kolejnym ważnym aspektem jest środowisko
Codzienne funkcjonowanie jest dla nas oczywiste. Wstajemy, jemy, idziemy lub jedziemy do pracy, wracamy, idziemy spać i tak w kółko. Nie zastanawiamy się zbyt dużo nad otaczającym nas środowiskiem. Dla komórek środowisko w jakim żyją jest kluczowe. Bo w jaki sposób „wyciągnięte” z organizmu poszczególne komórki, mogą bez niego funkcjonować? Bez serca, mózgu, krwi, tlenu czy jedzenia? Komórki należy hodować w odpowiednio przygotowanej pożywce pochodzenia biologicznego, może to być surowica krwi, ekstrakt tkankowy lub chemicznie zdefiniowana pożywka syntetyczna. Pożywka taka musi zawierać odpowiednie proporcje niezbędnych składników odżywczych, takich które komórkom dostarcza organizm gospodarza. Bardzo ważne jest też to ,aby w zależności od pochodzenia komórek pożywka była wystarczająco kwaśna lub zasadowa. To jednak nie wszystko. Nie jest to przypadkiem, że komórki hodowane są w temperaturze 370C – przecież temperatura naszego ciała wynosi 36,60C.
Oglądając w telewizji programy medyczne zastanawiasz się dlaczego laboratoria inżynierii komórkowej czy biotechnologiczne wyglądają jak science fiction?
W przypadku hodowli komórkowej w laboratoriach muszą być utrzymywane sterylne warunki. Dzięki temu laboranci zajmujący się komórkami zapobiegają zanieczyszczeniu hodowli mikroorganizmami. Pojedyncze komórki nie mają przecież układu odpornościowego i nie mogą bronić się przed infekcjami.
Komórki w hodowli tkankowej poddawane są szerokiemu zakresowi eksperymentalnego leczenia. Na przykład do hodowli można dodawać wirusy, leki, hormony, witaminy, mikroorganizmy chorobotwórcze lub podejrzane o rakotwórcze substancje chemiczne. Następnie naukowcy obserwują komórki, szukając globalnych zmian w zachowaniu lub funkcji komórek lub zmian w konkretnych cząsteczkach, takich jak zmiany w ekspresji określonego białka lub genu.
Żywe kultury można badać bezpośrednio pod mikroskopem lub można je obserwować za pomocą zdjęć i filmów wykonanych przez mikroskop. Komórki, tkanki i narządy mogą być również utrwalane (konserwowane) i barwione do dalszego badania. Po utrwaleniu próbki mogą być również osadzone (np. w żywicy) i pocięte na cienkie odcinki w celu ujawnienia dodatkowych szczegółów pod mikroskopem świetlnym lub elektronowym.
Czy zatem da się oszukać naturę?
Żaden model komórkowy nie jest tak doskonały jak organizm, z którego komórki są wyizolowane. Ciągły rozwój biotechnologii umożliwia coraz to lepsze odtwarzanie warunków hodowlanych czy interakcji między komórkami. Hodowla komórkowa jest jednym z głównych narzędzi stosowanych w biologii komórkowej i molekularnej. Zapewnia doskonały system modelowy do badania normalnej fizjologii i biochemii komórek, wpływu leków oraz związków toksycznych na komórki oraz mutagenezę i karcinogenezę.
