Historia e importancia del cultivo celular

Cultivo de tejido

• Ciencia y Arte

• Técnica difícil

disponibilidad de antibióticos

medios de composición definida

instalaciones asépticas

materiales de cultivo

• Cultivo de tejido: 2 técnicas-órganos y células

Trasfondo Histórico

• 1885 Wihen Roux células embrión pollo salina• 1907 Harrison cordón espinal de embrión de

anfibio extensión del axón.• Cultivo de Tejido – desagregado de tejido

células migratorias• Células dispersas más tarde• 1916 Rous Tripsinización y subcultivo de

explantos “cell strains” L929 linfocitos de ratón• 1920 Carrel Subcultivo de fibroblasto

Trasfondo

• 1925 Diferenciación de cultivo de órgano• 1940 Uso de antibiótico en cultivo facilitó cultivo

a largo periódo• 1943 Earle Estableció la primera línea celular contínua• 1948 Clonación de células L linfocitos• 1952 Gey Primera línea celular humana HeLa de carcinoma cervical

• 1954 Fibroblastos inhibición por contacto de motilidad Vacuna de polio en cultivo células de riñón monos• 1955 Clonación de células HeLa cultivo • homogéneo Eagle Desarrollo de medio definido• 1961 Fibroblastos humanos número finito de división Fusión Celular- Hibridoma• 1964 Kato Planta de Zanahoria• 1965 Ham Medio libre de suero en mamífero• 1970 Laminar Flow• 1975 Anticuerpos monoclonal

• 1980 Regulación de expresión genética• 1980-1987 Líneas celulares especializadas• 1990 Cultivo escala industrial por células transfectadas/ biofarmaceúticas• 1991 Cultivo células humanas tallos (troncales) mesénquima • 1998 Cartílago tejido-ingeniería• 1998 Células tallos embriónicas humanas• 2000 Ingeniería de tejidos

Especies para cultivo

• Sapo sangre fría no incubación • Pollo accesibilidad-diversidad tejidos• Ratón Líneas celulares contínuas tumores transplantables (medicina)• Ratones Transgénicos Genética(genoma)• Tumores Humanos –Líneas contínuas HeLa• Células Humanas (medios libre de suero)

• Insectos- agricultura control de plagas• Peces “Fish Farmer”

Investigaciones

• Actividad intracelular-replicación y transcripción

• Flujo intracelular translocación de receptores

• Interacción ambiental toxicidad,nutrición

• Interacción célula-célula cancer, morfogénesis

• Genética inmortalización

• Productos celulares biotecnología

• Toxicología • Genómico

Áreas dependientes de Cultivo

• Investigación Médica

Vacunas antivirales

Neoplasia

• Técnica de fusión celular y manipulación genética

• Técnica de anticuerpos monoclonales

• Productos celulares

• Diferenciación celular y desarrollo

Aplicaciones en medicina e industria

• Análisis de cromosomas de la placenta por amniocentesis

• Efectos de fármacos

• Potencial de contaminantes ambientales por ensayos in vitro

• Transplante de tejido homotransplante

• Ingeniería de tejidos

• Fecundación in vitro

Industria de la biotecnología

Células CHO

Chinese hamster ovary cells

Bioreactor

La primera proteína terapéutica recombinante producida en células mamíferas, el activador tisular de plasminógeno, que fue sintetizado usando células CHO, fue aprobado para el uso clínico en 1987.

Ventajas del cultivo de tejidos

• Control del ambiente

fisicoquímico- pH, temperatura, presión

osmótica

fisiológico- mantenerse constante

microambiente-matríz extracelular• Caracterización y homogeneidad de la muestra

creación líneas celulares

• Economía, escala y mecanización

reactivos directo al cultivo

pruebas de monitoreo-varias variables

elimina uso animales/ética y moral

múltiples pozos y robótica

• Modelaje in vitro de condiciones in vivo

Limitaciones

• Expertise condiciones asépticas requerimientos del sistema autenticidad de reservas celulares• Cantidad poco tejido 1-10g/ 10-100g• Dediferenciación y selección medios libre de suero selección de linaje

• Origen de las células

marcadores para caracterizar

• Inestabilidad

variabilidad por “passage”

Diferencias del crecimiento in vitro

• Cambio de geometría tridimensional a substrato bidireccional

• Falta de regulación sistémica

• Cambios metabólicos

• No hay respuestas sistémicas

Tipos de cultivos de tejidos

• Cultivo de órganos

• Cultivo de explantos

• Cultivo de células

• Cultivo organotípico

Cultivo de tejido el mantenimiento de fragmentos de tejidos in vitro, incluyendo

líneas y cepas celulares.Cultivo celular crecimiento de células separada

del tejido de origen ya por migración espontánea,mecánica

o enzimática. Cultivo de órgano el crecimiento y mantenimiento

de primordios de órganos o partes u órganos completos in

vitro de manera que se preserve la arquitectura o función del órgano.

Cultivo de órgano

• Mantiene arquitectura del tejido in vivo

• Se cultiva en una interfase líquido-gas

• Retiene propiedades de diferenciación por interacciones celulares

• No hay rápido crecimiento, no se propaga

• Cada trabajo requiere explantes frescos

• Se retienen características del tejido

Cultivo de explanto primario

• Fragmento de tejido en interfase cristal- líquido

• Anclaje y migración en substrato sólido

Cultivo celular

• Células dispersas de crecimiento de explanto primario o de tejido

• Cultivo como monocapa adherente al substrato sólido o en suspensión

• Hay proliferación celular lo que permite propagar líneas celulares

• Subcultivo por “passage” inicio de línea

Línea celular

• Línea celular a partir de cultivo primario: aumenta número total de células aumenta capacidad de crecimiento uniformidad en la población celular

• Debe caracterizarse/ retener por vida

• Línea continua implica cambio en fenotipo o transformación

Cultivo monocapa

• Las células se pegan al substrato y se propagan

• Dependiente de anclaje, prerequisito para la proliferación

• La mayoría de las células normales excepción células hematopoyéticas

Cultivos en suspensión

• Células proliferan sin pegarse al substrato• Independiente de anclaje

• Células hematopoyéticas, líneas transformadas y células de tumores malignos

• Pequeña cantidad de células normales proliferan

Líneas celular

• Más representativa de células precursoras in vivo que diferenciadas

• Cuantificable

• Caracterizable

• Réplicas de muestra

• Pierden interacción célula-célula o célula-matriz