کشت سلولی و کاربردهای آن
(قسمت اول)
بدن جانداران از سلول های متنوعی تشكیل شده است و این تنوع باعث عملكرد اختصاصی تر این سلول ها شده است. بنابراین تمام سلول ها مجبور به انجام تمام عملكردهای فیزیولوژیك یا تولید تمام انواع محصولات لازم برای بقا فرد نیستند. هر چند اغلب این سلول ها حاوی اندامک های داخلی مشتركی بوده و مسیرهای متابولیك مشتركی را طی می كنند، ولی هر سلولی اجزاء یا محصولات خاصی را بطور اختصاصی تر و به مقدار خیلی زیاد تر بیان می كند.
در حقیقت بیان اختصاصی این جزء، موج عملكرد اختصاصی سلول و متمایز شدن آن از سایر سلول ها می شود، بطوریكه سلول های مختلف، توانای های مختلفی در انقباض یا انتقال پالس های الكتریكی یا ترشح محصول خاصی نظیر هورمون ها یا آنزیم ها و غیره دارند.
این تخصص در عملكرد سلول ها باعث می شود كه حیوانات از انواع مختلفی از سلول ها تشكیل شوند این سلول ها از نظر خصوصیاتی نظیر اندازه، شكل، ساختمان و عملكرد سلولی با هم متفاوت هستند. به این نوع تفاوت سلولی تمایز گفته می شود. در حقیقت این سلول ها از نظر ساختار ژنتیكی یكسان بوده ولی بیان ژن های آنها تفاوت دارد، بطوریكه مهره داران دارای بیش از100 نوع سلول مختلف هستند كه در اعضاء مختلف با عملكردهای مختلف دیده می شوند.
بسیاری از سلول های حیوانات را می توان در خارج از بدن حیوان تكثیر داد. سلول های جدا شده از بافت ها و اعضای حیوانات می توانند در دمای مناسب در یك محیط حاوی مواد غذایی و عوامل رشد درون ظروف پلاستیكی رشد كنند.كشت اعضاء، بافت ها و سلول های جانداران در محیط آزمایشگاهی را كشت سلولی می نامند كه كاربردهای متنوعی در شاخه های مختلف علوم زیستی دارد. بسیاری از سلول های جانداران در محیط خارج از بدن قابل كشت و نگهداری هستند.
به عنوان مثال می توان به سلول های بافت همبند نظیر فیبروبلاستها؛ سلول های بافت اسكلتی نظیر سلول های استخوانی و غضروفی؛ سلول های بافت عضله قلب و عضله صاف؛ سلول ها ی اپی تلیال نظیر سلول های ریه، پستان، پوست، مثانه و كلیه؛ سلول های عصبی نظیر سلول های میكروگلیال؛ سلول های اندوكرین نظیر سلول های غده آدرنال، هیپوفیز و جزایر پانكراس ؛ ملانوسیتها و بسیاری از سلول های سرطانی اشاره كرد. در حقیقت توسعه تكنیك های كشت سلولی عمدتاً مدیون تحقیقات سرطان شناسی و ویروس شناسی می باشد.
تاریخچه
هاریسون اولین كسی بود كه با ابداع تكنیك قطره معلق توانست سلول عصبی قورباغه را كشت دهد. او در سال 1907 قطعه ای از بافت عصبی جنین قورباغه را درون مایع لنف قرار داد سپس این لام را بطور وارونه بر روی یك لام گود قرار داد و اجازه داد تا مایع لنف منعقد گردد. او برای جلوگیری از خشك شدن قطره لنف اطراف لام را با موم پوشاند و بدین ترتیب توانست رشد سلول های عصبی جنین قورباغه را در قطره مذكور به مدت چندین هفته با میكروسكوپ نوری مورد بررسی قرار دهد.
بعد از هاریسون Carrel و Burrows توانستند با كنترل شرایط استریل، سلول ها را برای چندین سال بدون آلودگی كشت دهند. آنها با استفاده از مخلوطی از عصاره جنین جوجه و پلاسما شرایط مناسبی برای رشد و بقاء سلول ها فراهم نمودند. در سال1923 فلاسك های T شكل توسطCarrel معرفی شد. این فلاسك ها ظروف كوچكی با كف صاف بودند كه موجب حفظ شرایط استریل می شدند.
در سال 1940 با شناخته شدن آنتی بیوتیك ها تحول شگرفی رخ داد افزودن آنتی بیوتیك ها به محیط نگهداری سلولها باعث كاهش عفونت های باكتریایی و در نتیجه گسترش و تثبیت تكنیك كشت سلولی گردید.
در سال 1949 ویروس فلج اطفال توسط Enders در سلول های جنین انسان كشت داده شد. كشف او اولین قدم در راه كاربردی شدن كشت سلول ها ی حیوانی و ورود این تكنیك از جنبه تحقیقاتی به جنبه های صنعتی بود.
كشف او در حقیقت سر آغاز تولید واكسن فلج اطفال و ریشه كنی یكی از معضلات پزشكی بود. در سال های بعد با تولید محیط های كشت متعدد و تیره های سلولی مختلف امكان تحقیقات آزمایشگاهی روی داروها و انجام آزمون های سم شناسی، ممكن شد.
در سال 1975 Milstein و Kohler با الحاق سلول های میلومای موشی با لنفوسیتهای B مولد آنتی بادی، سلول های هیبریدی تولید كردند كه قادر به ترشح آنتی بادی مونوكلونال بودند. تولید آنتی بادی های مونوكلونال تحول شگرفی در تشخیص های آزمایشگاهی و درمان ایمونولوژیك سرطان ها فراهم آورد.
در دهه 1970 با فراهم شدن امكان بیان ژن های مختلف در باكتری ها، تكنولوژی تولید پروتئین های نوتركیب بوجود آمد. امروزه آنتی ژن های ویروسی، هورمون ها، اینترفرون گاما و بسیاری دیگر از پروتئین های دیگر بصورت نوتركیب در باكتری، مخمری از تیره های سلولی پستانداران تولید شده و حتی بعضی از آنها مصرف درمانی پیدا كرده اند.
ادامه دارد...
سمانه سادات عنایتی
بخش دانش و زندگی تبیان
منابع:
Khoramizadeh. M.R, Falak. R. Basic practical methods in cell culture.
J. Masters, ed.; Animal Cell Culture: A Practical Approach, 3rd ed., Oxford
University Press, 2000.
Michael Butler; Animal Cell Culture and Technology, 2nd ed. UK:
Routledge, 2003.
مطالب مرتبط:
