سیر تا پیاز کشت سلولی و سنجش ماتریکس خارج سلولی
کشت سلولی و سنجش ماتریکس خارج سلولی از جمله کاربردی‌ترین مباحث حوزه بیو محسوب می‌شوند که هرچه از اهمیت آشنایی با آن‌ها برایتان بگوییم، حق مطلب را ادا نکرده ایم. بی شک بارها و بارها شاهد تکرار مکرر اصطلاح کشت سلولی در رسانه های مختلف، مقالات علمی و منابعی از این قبیل بوده و به احتمال قریب به یقین در ذهن جویای مفهوم آن شده اید. ما اینجاییم تا شما را با معنای این اصطلاح آشنا کرده و جیک و پوکش را کف دستتان بگذاریم. اگر برای یادگیری یک مبحث داغ و به دردبخور آماده اید، تیترهای بعدی را از دست ندهید!
کشت سلولی چیست؟
کشت سلولی که غالبا در رابطه با جانوران پرسلولی استفاده می‌شود، ابزاری متنوع برای بررسی سوالات پیش آمده در تحقیقات علمی و ترجمه و بیان ژن به شمار می‌آید. این ابزار ارزشمند که امکان مطالعه فیزیولوژی و بیوشیمیایی سلول‌های سالم را برای دانشمندان فراهم می‌سازد، به رشد سلول‌های یک جاندار در یک محیطِ مصنوعیِ کنترل شده اطلاق می‌گردد.
در این تکنیک که جزء کارآمدترین تکنیک‌های زیست شناسی سلولی و مولکولی است، سلول‌های یک جاندار (گیاه یا حیوان) را جداسازی کرده و به یک محیط کشت مناسب منتقل می‌نمایند. لازم به ذکر است که سلول های مذکور مستقیما از بافت جدا شده و پیش از کشت در محیط مصنوعی جدید که شباهت فراوانی به محیط اولیه دارد؛ توسط ابزارهای آنزیمی یا مکانیکی تفکیک می گردند. گاهی نیز سلول ها از رده ها یا سویه هایِ سلولیِ از پیش ایجاد شده، مشتق می شوند.
شاید این سوال ذهنتان را به خود درگیر کرده باشد که چرا باید یک سلول را از بدن جاندار جدا کرده و آن را به محیطی مشابه محیط اولیه زندگی آن، منتقل کنند؟! مگر جای خودش چه ایرادی دارد؟!
اگر بخواهیم خیلی ساده و صریح خدمتتان عرض کنیم، باید بگوییم که:
جایگاه اولیه سلول در بدن جاندار زنده هیچ مشکلی نداشته و دست بر قضا خیلی هم خوب و رو به راه است. با این حال محققان محیطی مصنوعی مشابه محیط زندگی سلول فراهم ساخته، سپس مجموعه ای از سلول ها را از بدن جاندار زنده جدا نموده و به محیط جدید انتقال می دهند. هدف آن ها از انجام این کار تحت نظر گرفتن سلول ها و انجام مطالعات و بررسی های فیزیولوژی، بیوشیمی، بیولوژی و متابولیسم سلول های نوع وحشی و بیمار می باشد.
کاربرد کشت سلولی
همان طور که پیش تر نیز به اختصار اشاره کردیم، کشت سلولی یکی از اصلی ترین ابزارهای استفاده شده در زیست شناسی سلولی و مولکولی است. با وجود این نوع کشت، دانشمندان یک سیستم مدل عالی در دسترس خواهند داشت تا:
- به مطالعه فیزیولوژی طبیعی سلول ها بپردازند.
- به مطالعه بیوشیمی سلول ها بپردازند.
- اثر داروهای مختلف بر سلول ها را مورد بررسی قرار دهند.
- اثر ترکیبات سمی بر سلول ها را مورد بررسی قرار دهند.
- به مطالعه جهش زایی بپردازند.
- به مطالعه سرطان زایی بپردازند.
- به غربالگری و توسعه داروها روی بیاورند.
- ترکیبات بیولوژیکی نظیر واکسن را در مقیاس بزرگ تولید نمایند.
- به ساخت بافت یا اندام جایگزین بپردازند.
- پروتئین دستکاری شده ژنتیکی نظیر انسولین تولید کنند.
- به مشاوره ژنتیک و ژن درمانی روی بیاورند.
- …
سازگاری و تکرار پذیری نتایج بزرگترین مزیت استفاده از کشت سلولی در کاربردهای فوق الذکر می باشد.
ایمنی آزمایشگاه کشت سلولی؛ شرطی که چشمپوشی از آن به قیمت جان پرسنل تمام می شود!
یکی از مهم ترین شرایط مورد نیاز برای کشت سلولی در آزمایشگاه، ایمنی آزمایشگاه کشت سلول می باشد. مدیریت خطرات احتمالی مرتبط با عوامل عفونی نظیر اچ ای وی یکی از الزامات کاربردهای هیجان انگیز این تکنیک در تحقیقات زیست پزشکی است. شاید برایتان عجیب و غیر قابل باور به نظر برسد، اما حقیقت این است که این خطرات احتمالی می توانند سلامت پرسنل آزمایشگاه را نیز تهدید کنند. چرا که پوست و غشاهای مخاطی این افراد عموما با جامدات، مایعات و آیروسل های به کار گرفته شده در این زمینه در تماس مستقیم است. با این اوصاف اولین شرط برای شروع کشت سلولی در آزمایشگاه، به حداقل رساندن یا حذف عوامل خطرناک است.
آشنایی مختصر و مفید با تجهیزات آزمایشگاه کشت سلولی
تعداد تکنیک هایی که از طریق آن ها می توان در آزمایشگاه های مختلف به کشت سلولی پرداخت، بسیار زیادند. با این حال نقطه مشترک میان همه آن ها، ایجاد محیطی برای تجربه یک کشت آسپسی یا به اصطلاح بی میکروب است. محیطی که عاری از هر نوع میکروارگانیسم بیماری زای ناخواسته نظیر ویروس ها، قارچ ها، باکتری ها و انگل ها باشد.
اگر کم و بیش از کشت سلولی در آزمایشگاه سر در بیاورید، حتما می دانید که آسپسی یکی از اصلی ترین و مهم ترین شروط موفقیت کشت سلولی است. از همین رو تخصیص یک اتاق یا محوطه جداگانه به این کار بسیار الزامی به نظر می رسد. اتاقی که تنها برای کشت سلولی استفاده شده و هیچ کاربری دیگری نداشته باشد.
آنان که تجربه حضور در آزمایشگاه های کشت سلولی را دارند، با قطعات و تجهیزات استفاده شده در این فضای کاری استریل آشنا هستند. بدون وجود این ابزارها عملکرد کشت سلولی دقت و ثبات چندانی نداشته و فاقد کارایی لازم است. در ادامه کاربردی ترین تجهیزات آزمایشگاه های کشت سلولی را خدمتتان معرفی نموده و به اختصار از کاربردهایشان می گوییم.
میکروسکوپ نوری معکوس
میکروسکوپ نوری معکوس یکی از کارآمدترین تجهیزات استفاده شده در آزمایشگاه های کشت سلولی است. این ابزار به منظور ارزیابی مورفولوژی سلول و شمارش سلول ها مورد استفاده قرار می گیرد.
یخچال فریزر
یخچال فریزرهای استفاده شده در آزمایشگاه های کشت سلول دارای دمای 20- تا 80- درجه سانتی گراد هستند. این یخچال ها که با هدف ذخیره نیتروژن مایع مورد استفاده قرار می گیرند، کاربردهای دیگری همچون ذخیره سلول ها، مواد سلولی و اجزای کشت دارند.
سانتریفیوژ
سانتریفیوژ یکی از کارآمدترین تجهیزات آزمایشگاه های کشت سلول است که در راستای متراکم کردن سلول ها مورد استفاده قرار می گیرد.
اتوکلاو
به عنوان یکی دیگر از مهم ترین تجهیزات آزمایشگاه های کشت سلولی می توان به اتوکلاو اشاره کرد. این ابزارها به منظور استریل سازی پیپت ها ( تجهیزاتی برای تقسیم حجم های مختلف) و دیگر دستگاه هایی که با سلول ها در تماس هستند، استفاده می شوند.
سایر تجهیزات استفاده شده در آزمایشگاه های کشت سلولی به قرار زیرند:
- پی اچ متر: ابزاری برای تعیین پی اچ مناسب اجزای محیط
- پیپت و پیپتور: ابزارهایی برای تقسیم حجم های گوناگون
- هِماسی سنج (Hemacytometer): ابزاری برای شمارش سلول ها، تهیه تراکم آبکاری مناسب و تعیین سینتیک رشد
- پمپ خلاء: ابزاری برای آسپیراسیون محیط کشت سلولی
- حمام آب: ابزاری برای گرم نمودن محیط کشت سلول
- ظروف کشت سلول: ابزارهایی برای کشت سلول ها در قالب های گوناگون
- ظروف زباله: ابزارهایی برای دفع درست زباله های زیستی خطرناک
همه چیز درباره سنجش ماتریکس خارج سلولی
ماتریکس خارج سلولی به گروهی از پروتئین‌های رشته ای، غیر رشته ای و مولکول‌های فعال زیستی اطلاق می شود که وظیفه هدایت بسیاری از فرآیندهای سلولی را بر عهده دارند. جالب است بدانید که ترکیب ماتریکس در هر بافت، اعم از چربی، غضروف و استخوان، متناسب با همان بافت و متفاوت از سایر بافت ها می باشد.
شاید چنین تصور کنید که فاصله ای میان سلول های سازنده یک بافت وجود ندارد و آن ها در هم فرو رفته اند؛ اما این تصور اشتباه است. این سلول ها اگرچه بسیار به هم نزدیکند، اما فاصله ای ناچیز داشته و در اصل در یکدیگر فرو نرفته اند. آنچه باعث برقراری ارتباط سلول های بافت های مختلف می شود، مولکول های ماتریکس می باشد. این مولکول ها ضمن پر کردن فاصله بین سلولی، نقشی کلیدی در حفظ آب و هومئوستازی بافت دارند. سایر وظایف ماتریکس خارج سلولی به قرار زیرند:
- ممانعت از مهاجرت سلول و خلق مسیر جدید برای آن
- کمک به انتقال پیام ها و ذخیره آن ها
- پیشگیری یا انتقال فشار مکانیکی به بافت ها
وظایف مهم و کاربردهای حائز اهمیت ماتریکس های خارج سلولی، سنجش میزان آن ها را به امری ضروری تبدیل نموده است.
