جداسازی و کشت سلول از بافت های مختلف و کاربردهای شگفت انگیز آن
اگر اهل آزمایشگاه هستید و از امور شیرین، اما پر دردسر آزمایشگاهی سر در می آورید؛ احتمالا بارها و بارها اصطلاح جداسازی و کشت سلول از بافت های مختلف اعم از مغز، استخوان، چربی و… را شنیده اید. کشت سلولی یکی از مهم ترین مسائل مشترک در کلیه آزمایشگاه هاست که آشنایی با مفهوم آن خالی از لطف نبوده و نیست. از همین رو بر آن شده ایم که این مطلب را به طور ویژه به بحث درباره جداسازی و کشت سلول اختصاص دهیم. باشد که توانسته باشیم سیر تا پیاز این موضوع مهم را کف دستان مبارکتان بگذاریم!
برای یادگیری یک مبحث فوق کاربردی آماده اید؟!
پس بزنید که برویم سراغ لُب کلام و اصل مطلب!
کشت سلولی یعنی چه؟!
اگر بخواهم خیلی ساده و صریح خدمتتان عرض کنیم، چنین می گوییم:
کشت سلولی که آن وَر آبی ها از آن تحت عنوان Cell Culture یاد می کنند، یکی از معروف ترین تکنیک ها در زیست شناسی سلولی و مولکولی است. تکنیکی که در طی آن به جداسازی سلول هایی از مغز، استخوان، چربی و… حیوانات و انتقال آن ها به یک محیط کشت مناسب تر می پردازند. لازم به ذکر است که محیط جدید مصنوعی و کاملا کنترل شده می باشد. کشت سلولی زمینه ای را فراهم می سازد که دانشمندان به مطالعه فیزیولوژی و بیوشیمیایی سلول های سالم و غیر سالم پرداخته و اطلاعاتی کارآمد در مورد آن ها کسب نمایند. بی شک اهمیت اطلاعات به دست آمده از این طریق، بسیار بیشتر از چیزی است که تصورش را می کنید!
سلول هایی که در فرآیند جداسازی و کشت سلول، از محیطی به محیط مناسب تر انتقال می یابند؛ گاها به طور مستقیم از ارگانیسم خارج می شوند. این سلول ها پیش از کشت در محیط جدید، از طریق به کارگیری ابزارهای آنزیمی یا مکانیکی تجزیه می گردند. گاهی نیز سلول های نام برده از رده سلولی یا سویه های سلولی ایجاد شده از قبل، جداسازی شده و به محیط جدید راه پیدا می کنند.
حال ممکن است این سوال ذهنتان را به خود درگیر کرده باشد که کاربرد جداسازی و کشت سلول چیست؟ اصلا با چه هدفی یک سلول را از محیط فعلی جدا کرده و آن را به محیطی مناسب تر منتقل می نماییم؟
مسلما بیکار نیستیم و برای این کار دلایل سفت و سختی داریم. دلایلی که در ادامه آن ها را به طور مختصر، اما مفید مورد بحث و بررسی قرار می دهیم!
کاربردهای جداسازی و کشت سلول
1) سیستم مدل
کشت سلولی یکی از سیستم های مدل فوق العاده ای است که می توان از طریق آن به مطالعه فیزیولوژی و بیوشیمیایی سلول ها، اعم از سلول های سالم و بیمار پرداخت. مطالعه روند پیری و عوامل محرک آن یکی از بارزترین نمونه های این کاربرد محسوب می شوند. سایر کاربردهای جداسازی و کشت سلول به عنوان یک سیستم مدل کارآمد عبارتند از:
- مطالعه برهمکنش میان سلول ها
- مطالعه عوامل ایجاد کننده بیماری نظیر ویروس ها، باکتری ها و…
- مطالعه اثر داروها و ترکیبات سمی بر سلول ها
- …
2) انجام مطالعات مربوط به سرطان
شاید برایتان عجیب و غریب به نظر برسد؛ اما این یک حقیقت محض است که کشت سلولی، امکان تشخیص سلول های طبیعی از سلول های سرطانی را فراهم می سازد. هر دو نوع این سلول ها در آزمایشگاه قابل کشت اَند و تبدیل سلول های طبیعی به سلول های سرطانی نیز در این محیط امکان پذیر می باشد. به احتمال صدی به نود چشم هایتان را گرد کرده و با تعجب می پرسید چگونه؟!
خیلی ساده و از طریق تاباندن اشعه به سلول های طبیعی و یا با استفاده از مواد شیمیایی و ویروس ها! با این اوصاف بررسی مکانیسم سرطان و مطالعه علل بروز این بیماری از طریق جداسازی و کشت سلول برای محققان کار پیچیده و دشواری نیست. تعیین داروهای اثرگذار بر از بین بردن سلول های سرطانی یکی دیگر از مهم ترین کاربردهای کشت سلولی محسوب می شود که این روزها نقل محافل شده است.
ویروس شناسی از طریق کشت سلولی
جالب و در عین حال لازم است بدانید که در هنگام تولید واکسن، سلول های حیوانی را جداسازی و کشت نموده و از این طریق ویروس ها را تکثیر می کنند. استفاده از کشت سلولی در موارد زیر نیز بسیار مرسوم می باشد:
- شناسایی ویروس ها
- جداسازی ویروس ها
- مطالعه چرخه رشد و تکامل ویروس ها
- مطالعه نحوه بروز عفونت
- …
3) تست ترکیبات سمی بر سلول ها
یکی از گسترده ترین کاربردهای جداسازی و کشت سلول که بر محبوبیت این تکنیک افزوده، مطالعه تاثیری است که برخی داروهای جدید، لوازم آرایشی و مواد شیمیایی بر بقا و رشد بعضی سلول ها دارند. گفتنی است که اثر سمیت این ترکیبات بر سلول های کبد و کلیه بیش از سایر سلول های بدن است. تعیین بالاترین دوز مجاز داروهایی که به تازگی استفاده از آن ها را آغاز نموده اید، یکی دیگر از بی نظیرترین کاربردهای جداسازی و کشت سلول می باشد.
4) تولید واکسن
نگویید نمی دانید که واکسن را از ویروس و ویروس را از کشت سلول حیوانی تولید می کنند که حسابی از دستتان ناراحت می شویم. همه واکسن هایی که در طفولیت زده اید و سایر واکسن های کشنده ای که اگر نبودند، معلوم نبود سرنوشتمان چه می شد؛ از طریق کشت سلول های حیوانی ساخته می شوند. از فلج اطفال گرفته تا آبله مرغان و سرخک و هاری و…
5) تولید پروتئین های دست کاری شده ژنتیکی
پروتئین های دست کاری شده ژنتیکی بسیاری وجود دارند که عدم وجود ان ها به قیمت زندگی تعداد قابل توجهی از انسان ها تمام می شود. نمونه اش انسولین و آنتی بادی های مونوکلونال. تولید این پروتئین ها از طریق جداسازی و کشت سلول های حیوانی امکان پذیر است.
6) تولید بافت یا اندام جایگزین
یکی از شگفت ترین کاربردهای جداسازی و کشت سلول های حیوانی تولید بافت و اندام های جایگزین است. از این طریق می توان برای بیمارانی که دچار سوختگی شده اند و زخم های عمیقی بر سطح پوشتان دارند؛ پوست مصنوعی تولید کرد. در حال حاضر محققان در تلاشند که از طریق کشت سلول های حیوانی اندام های مصنوعی ای نظیر کبد و کلیه تولید کنند. کشت سلول های بنیادی جنینی و بالغ و درمان انواع شرایط پزشکی از دیگر اتفاقات خوشایندی است که به زودی شاهد وقوع آنها خواهیم بود!
7) ژن درمانی
باورتان می شود که امکان تغییر سلول های حیوانی کشت شده از نظر ژنتیکی میسر است؟!
ژن هایی که از این طریق تغییر می کنند، به وفور در زمینه ژن درمانی مورد استفاده قرار می گیرند. برای این کار ابتدا سلول را از بدن فردی که ژن عملکردی ندارد؛ خارج می کنند. در مرحله بعد ژن‌های عملکردی را با ژن‌های غیر عملکردی جایگزین نموده و سپس سلول‌های تغییر یافته را در آزمایشگاه و در شرایط ایده آل، کشت و رشد می دهند.
سایر کاربردهای جداسازی و کشت سلول که آن را به یکی از داغ ترین تکنیک های زیستی امروزی تبدیل نموده اند، عبارتند از:
- مشاوره ژنتیک
- مهندسی ژنتیک
- …
نکات مهمی درباره جداسازی و کشت سلول که باید آویزه گوشتان کنید!
توجه داشته باشید مهم ترین مسئله ای که توجه به آن در کلیه آزمایشگاه های کشت سلولی الزامی می باشد، عاری بودن محیط از هر نوع میکروارگانیسم بیماری زا است. بهره مندی از تجهیزات سالم و باکیفیت نیز یکی دیگر از مهم ترین مسائلی است که عدم توجه به آن می تواند دردسرساز شود. تجهیزاتی همچون:
- هود با جریان آرام
- انکوباتور
- حمام آب
- یخچال و فریزر با دمای منفی 20 درجه سانتی گراد
- سانتریفیوژ
- شمارنده سلولی
- میکروسکوپ معکوس
- استریل کننده
- …
آنچه تا بدین جا گفتیم، تمام آن چیزی است که برای آشنایی با جداسازی و کشت سلول و کاربردهای بی نظیرش نیاز دارید. اگر این مطلب را با پوست و استخوانتان درک کردید، می توانید ادعا کنید که از کشت سلول سر در می آورید و در این مبحث خبره اید. از این پس هر جا سخن از جداسازی و کشت سلول به میان بیاید، چنته شما پر است و حرف برای گفتن زیاد؛ با خیال راحت اظهار نظر کنید!
جداسازی سلول از بافت: منابع استخراج و کاربردهای درمانی بافت چربی
سلول هاي بنيادي مزانشيمي جمعيتي از سلول ها هستند كه براي اولين بار در نيمه قرن بيستم و در مغز استخوان شناسايي شدند. سلولهاي بنيادي مزانشيمي به دليل ويژگي هاي منحصر به فردشان براي برنامه هاي سلول درماني مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته اند. دليل توجه به اين سلول ها داشتن فعاليت خود نوزايي و تمايز به انواع سلول هاي عملكردي مي باشد. امروزه دسترسي آسان به اين سلول ها و تاثير آنها در انواع برنامه هاي سلول درماني مثل نواقص استخوان سازي ، بهبود خونسازي و ترميم بافت استخوان مورد قبول واقع شده است. سلول هاي بنيادي مزانشيمي علاوه بر مغز استخوان از منابع ديگري مثل خون محيطي ، بافت چربي ، خون بند ناف و ماتريكس بند ناف (ژله وارتون ) بدست مي آيند.
سلولهاي بنيادي مزانشيمي، سلولهاي شبه فيبروبالستي با توان تکثير، کلني زايي و تبديل به سلولهاي ردههاي مزانشيمي هستند، که در سلول درماني کاربرد گستردهاي پيدا کردهاند. اين سلولها در بعضي بافتهاي بالغ و جنيني حضور داشته و منبع اصلي دسترسي به آنها مغز استخوان است.
یکی از منابع استخراج سلول های بنیادی مزانشیمی بالغ، بافت چربی می باشد که طبق مطالعات، این بافت دارای مزیت های متعددی نسبت به سایر منابع استخراج سلول های بنیادی مزانشیمی می باشد. از جمله این مزیت ها می توان به درصد بالای سلول های بنیادی موجود در این بافت، توان تکثیری بالا و امکان تامین سلول های اتولوگ به منظور مقاصد درمانی اشاره کرد.
متداول ترین روشی که برای جداسازی سلول بنیادی از بافت چربی استفاده از روش هضم آنزیمی بافت چربی هدف با آنزیم کلاژناز و تریپسین می باشد.
بافت چربی به دلیل داشتن مقادیر زیاد سلول بنیادی در مقایسه با مغز استخوان و قابلیت پیوند به میزبان خودی و غیرخودی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. مطالعات جدید نشان می دهد که استفاده از بافت چربی به عنوان منبعی برای جداسازی سلول های بنیادی مزانشیمی، پتانسیل عظیمی برای کاربردهای مهندسی بافت و تهیه داربست طبیعی فراهم کرده است.
