Rozdíl mezi primární a sekundární buněčnou kulturou

Klíčový rozdíl - primární vs. sekundární buněčná kultura
 

Než budeme diskutovat o rozdílu mezi primární a sekundární buněčnou kulturou, nejprve si krátce vymyslíme, co je buněčná kultura. Buněčná kultura je proces odstraňování buněk ze zvířete nebo rostliny a následný růst v uměle řízeném prostředí. Buňky by mohly být přímo odstraněny z tkáně a rozloženy enzymatickými nebo mechanickými metodami nebo by mohly být získány z již vytvořené kultury. Klíčovým rozdílem mezi primární a sekundární buněčnou kulturou je to buňky pro primární buněčnou kulturu jsou získány přímo ze zvířecí nebo rostlinné tkáně, zatímco buňky pro sekundární buněčnou kulturu jsou získány z již zavedené primární kultury. Sekundární kultura je tedy nová kultura pocházející z primární kultury.

Podívejme se dále na význam primární a sekundární buněčné kultury, abychom je lépe rozlišili.

Co je primární buněčná kultura?

Primární buněčná kultura je disociace buněk z rodičovského zvířete nebo rostlinné tkáně enzymatickými nebo mechanickými opatřeními a udržování růstu buněk ve vhodném substrátu ve skleněných nebo plastových nádobách za kontrolovaných okolních podmínek. Buňky v primární kultuře mají stejný karyotyp (počet a výskyt chromozomů v jádru eukaryotické buňky) jako buňky v původní tkáni. Primární buněčná kultura může být rozdělena do dvou na základě druhu buněk použitých v kultuře.

• Anchorage dependentní nebo adherentní buňka - tyto buňky vyžadují připojení k růstu. Adherentní buňky jsou obvykle odvozeny z tkání orgánů, například z ledvin, kde jsou buňky imobilní a zapuštěné do pojivové tkáně.

• Nezávislé anchorage buňky nebo buňky zavěšení - Tyto buňky nevyžadují připojení pro růst. Jinými slovy, tyto buňky se nepřipevňují na povrch kultivační nádoby. Všechny suspenzní kultury jsou odvozeny z buněk krevního systému; například, lymfocyt bílých krvinek je suspendován v plazmě.

Buňky odvozené z primárních kultur mají omezenou životnost. Buňky nemohou být drženy na neurčito z několika důvodů. Zvyšující se počet buněk v primární kultuře povede k vyčerpání substrátu a živin. Buněčná aktivita bude také postupně zvyšovat hladinu toxických metabolitů v kultuře, což inhibuje další růst buněk.

V této fázi musí být provedeno sekundární nebo subkultura, aby byl zajištěn kontinuální růst buněk.

Co je sekundární buněčná kultura?

Jak je popsáno výše, když buňky v adherentních kulturách zabírají veškerý dostupný substrát nebo když buňky v suspenzních kulturách překonají schopnost média podporovat další růst, buněčná proliferace se začne snižovat nebo úplně přestat. Pro udržení optimální hustoty buněk pro další růst a pro stimulaci další proliferace musí být primární kultura subkultivována. Tento proces je známý jako sekundární buněčná kultura.

Během sekundární buněčné kultury jsou buňky z primární kultury přeneseny do nové nádoby s čerstvým růstovým médiem. Tento proces zahrnuje odstranění předchozího růstového média a disasaci adherovaných buněk v adherentních primárních kulturách. Sekundární kultivace buněk je periodicky vyžadována, aby poskytovala buňkám rostoucí prostor a čerstvé živiny, čímž se prodlužuje životnost buněk a rozšiřuje se počet buněk v kultuře.

Sekundární kultivace určitého objemu primární kultury do stejného objemu čerstvého růstového média umožňuje dlouhodobé udržování buněčných linií. Sekundární kultivace do většího objemu čerstvého růstového média se praktikuje ke zvýšení počtu buněk, například v průmyslových procesech nebo vědeckých experimentech.

Jaký je rozdíl mezi primární buněčnou kulturou a sekundární buněčnou kulturou??

Jak jsme nyní pochopili oba termíny samostatně, porovnáme je s cílem najít další rozdíly mezi nimi.

Kdy použít primární a / nebo sekundární buněčnou kulturu

To záleží na tom, co se chcete naučit a jaký typ experimentu provádíte.

Primární buněčná kultura: Toto je postup, který se použije pro kultivaci buněk z dotčené rodičovské tkáně. Buňky v primární kultuře budou mít konečnou životnost díky vyčerpání substrátu a živin a hromadění toxinů s růstem populace. Primární kultura, navzdory separačním technikám používaným v izolačním procesu, může obsahovat několik typů buněk. To však nemusí být problém ve všech typech experimentů a v takových případech lze použít primární kulturu.

Sekundární buněčná kultura:  Obvykle je počet buněk získaných z primární kultury v experimentech nedostatečný. Sekundární buněčná kultura dává příležitost k rozšíření buněčné populace a také k prodloužení životnosti. Umožňuje další výběr buněk s použitím selektivního média a umožňuje genotypovou a fenotypovou uniformitu v populaci. Tento proces se používá ke generování replikačních kultur pro základní charakterizaci, uchování a experimentování.

Podobnost s rodičovskou tkání

Primární buněčná kultura: Buňky pro primární buněčnou kulturu se získávají přímo ze zvířecí nebo rostlinné tkáně. Buňky v primární kultuře se tedy velmi podobají své rodičovské tkáni, a proto může být biologická odpověď blíže situaci in vivo než situaci sekundární buněčné kultury.

Sekundární buněčná kultura: Sekundární buněčná kultura pochází z primární buněčné kultury. I když subkultivace prodlužuje životnost buněk, je možné, že po několika fázích by mohly být buňky transformovány nebo by mohly ztratit kontrolu nad tím, že se nerozdělují více než po určitou dobu. Může to být způsobeno mutacemi nebo genetickými změnami v primárních buňkách během subkultivace. Například některé mikroorganismy mají tendenci se přizpůsobovat kulturním podmínkám, které se většinou liší od jejich přirozeného prostředí, změnou jejich biologie.

Proces kultivace - získávání buněk

Primární buněčná kultura: V primární buněčné kultuře prochází živočišná nebo rostlinná tkáň fázemi oplachování, pitvy a mechanické nebo enzymatické dezagregace. Disagregovaná tkáň bude obsahovat řadu různých typů buněk, a to může vyžadovat použití separační techniky, aby se izolovaly požadované buňky..

Sekundární buněčná kultura: V sekundární buněčné kultuře, je-li primární kulturou adherentní kultura, prvním krokem je oddělení buněk od připojení (povrch kultivační nádoby) mechanickými nebo enzymatickými prostředky. Poté se buňky musí od sebe oddělit, aby vytvořily jednu buněčnou suspenzi.

Počet buněk v kultuře

Primární buněčná kultura: Není žádoucí mít absolutní jednobuněčnou suspenzi, protože mnoho malých buněk přežívá lépe v malých shlucích.

Sekundární buněčná kultura: Stačí vytvořit jednu buněčnou suspenzi.

Životnost kultury

Primární buněčná kultura: Primární buněčné kultury mají konečnou délku života. Jak je vysvětleno výše, je to proto, že růst buněk vyčerpává substrát a živiny a vede k hromadění toxických metabolitů. V důsledku toho postupně klesá rychlost růstu buněk, což vede k smrti buněk.

Sekundární buněčná kultura: Sekundární buněčná kultura prodlužuje životnost buněk. Periodická subkultivace může produkovat nesmrtelné buňky transformací nebo genetickou změnou primárních buněk.

Riziko kontaminace

Primární buněčná kultura: Péče o primární buněčné kultury je obtížnější. Obecně primární buněčné kultury potřebují bohatou směs aminokyselin, mikroživin, určitých hormonů a růstových faktorů. V důsledku toho je riziko kontaminace v primárních buněčných kulturách vyšší než sekundární buněčné kultury.

Sekundární buněčná kultura: Udržování sekundárních buněčných kultur je poměrně snadné a riziko kontaminace je nižší než u primárních buněčných kultur.

V tomto článku jsme se pokusili porozumět pojmům primární buněčná kultura a sekundární buněčná kultura s následným porovnáním, abychom zdůraznili klíčové rozdíly mezi nimi. Základní rozdíl spočívá v tom, jak jsou buňky odvozeny z kultury; buňky pro primární buněčnou kulturu jsou získány přímo ze zvířecí nebo rostlinné tkáně, zatímco buňky pro sekundární buněčnou kulturu jsou získány z již zavedené primární kultury.

Reference: Základy buněčné kultury - příručka Invitrogen a Gibco Freshneyho, R. I. (2006). Základní principy buněčné kultury. Centrum pro onkologii a aplikovanou farmakologii.   Zdvořilost obrázku: „buněčná kultura“ od Umberta Salvagnin (CC BY 2.0) přes Flickr