Разлика между първичната и вторичната клетъчна култура

Ключова разлика - първична срещу вторична клетъчна култура
 

Преди да обсъдим разликата между първичната и вторичната клетъчна култура, нека първо накратко да определим какво е клетъчната култура. Клетъчната култура е процесът на отстраняване на клетките от животно или растение и последващ растеж в изкуствено контролирана среда. Клетките могат да бъдат директно отстранени от тъканта и да се разделят чрез ензимни или механични методи или могат да бъдат получени от култура, която вече е създадена. Ключовата разлика между първичната и вторичната клетъчна култура е тази клетки за първична клетъчна култура се получават директно от животинска или растителна тъкан, докато клетките за вторична клетъчна култура се получават от вече установена първична култура. Следователно вторичната култура е нова култура, възникнала от първичната култура.

Нека разгледаме по-нататък значението на първичната и вторичната клетъчна култура, за да ги разграничим по-добре.

Какво е първична клетъчна култура?

Първичната клетъчна култура е разпадане на клетки от родителска животинска или растителна тъкан чрез ензимни или механични мерки и поддържане на растежа на клетките в подходящ субстрат в стъклени или пластмасови контейнери при контролирани условия на околната среда. Клетките в първичната култура имат същия кариотип (брой и поява на хромозоми в ядрото на еукариотната клетка), както тези клетки в оригиналната тъкан. Първичната клетъчна култура може да бъде класифицирана на две въз основа на вида клетки, използвани в културата.

• Закрепваща зависима или прилежаща клетка - Тези клетки изискват прикачен файл за растеж. Прилежащите клетки обикновено се получават от тъкани на органи, например от бъбреците, където клетките са неподвижни и са вградени в съединителната тъкан.

• Независими или суспензионни клетки за закрепване - Тези клетки не се нуждаят от прикрепване за растеж. С други думи, тези клетки не се прикрепят към повърхността на съда за култура. Всички култури на суспензия са получени от клетки на кръвната система; например, лимфоцитът на белите кръвни клетки е суспендиран в плазма.

Клетките, получени от първични култури, имат ограничена продължителност на живота. Клетките не могат да бъдат държани за неопределено време поради няколко причини. Увеличаването на броя на клетките в първичната култура ще доведе до изчерпване на субстрата и хранителните вещества. Също така, клетъчната активност постепенно ще повиши нивото на токсичните метаболити в културата, инхибирайки по-нататъшния растеж на клетките.

На този етап трябва да се извърши вторична или субкултура, за да се осигури непрекъснат растеж на клетките.

Какво е вторична клетъчна култура?

Както е описано по-горе, когато клетките в адхезивни култури заемат целия наличен субстрат или когато клетките в суспензионните култури надвишават капацитета на средата, за да поддържат по-нататъшен растеж, клетъчната пролиферация започва да намалява или напълно да престане. За да се поддържа оптимална плътност на клетките за продължителен растеж и да се стимулира по-нататъшната пролиферация, първичната култура трябва да бъде субкултивирана. Този процес е известен като вторична клетъчна култура.

По време на вторичната клетъчна култура клетките от първичната култура се прехвърлят в нов съд със свежа растежна среда. Процесът включва премахване на предишната среда за растеж и разделяне на залепени клетки в прилежащи първични култури. Периодично култивиране на вторични клетки е необходимо, за да се осигури на клетките растежно пространство и свежи хранителни вещества, като по този начин се удължи живота на клетките и се разширят редица клетки в културата.

Вторичното култивиране на определен обем от първична култура в равен обем свежа растежна среда позволява дългосрочно поддържане на клетъчните линии. Вторичното култивиране в по-голям обем свежа растежна среда се практикува за увеличаване на броя на клетките, например в промишлени процеси или научни експерименти.

Каква е разликата между първичната клетъчна култура и вторичната клетъчна култура?

Както сега разбрахме двата термина отделно, ще сравним двата, за да открием други разлики между тях.

Кога да използвате първична и / или вторична клетъчна култура

Това зависи от това какво искате да научите и какъв тип експеримент извършвате.

Първична култура на клетките: Това е процесът, който трябва да се използва за култивиране на клетки от засегнатата родителска тъкан. Клетките в първичната култура ще имат ограничен живот поради изчерпването на субстрата и хранителните вещества и натрупването на токсини с нарастване на популацията. Първичната култура, въпреки техниките за разделяне, използвани в процеса на изолиране, може да съдържа няколко типа клетки. Това обаче може да не е проблем при всички видове експерименти и в такива случаи може да се използва само първичната култура.

Вторична клетъчна култура:  Обикновено броят на клетките, получени от първичната култура, е недостатъчен в експериментите. Вторичната клетъчна култура дава възможност за разширяване на клетъчната популация, а също и за удължаване на продължителността на живота. Той дава възможност за по-нататъшен подбор на клетки с използване на селективна среда и позволява генотипна и фенотипична равномерност в популацията. Този процес се използва за генериране на репликирани култури за основна характеристика, запазване и експериментиране.

Прилика с родителската тъкан

Първична култура на клетките: Клетките за първична клетъчна култура се получават директно от животинска или растителна тъкан. Следователно, клетките в първичната култура наподобяват родителската му тъкан и съответно биологичният отговор може да е по-близък до in vivo ситуация, отколкото този на вторичната клетъчна култура.

Вторична клетъчна култура: Вторичната клетъчна култура произхожда от първична клетъчна култура. Въпреки че субкултивирането удължава живота на клетките, има вероятност след няколко фази клетките да бъдат трансформирани или да загубят контрол да не се разделят повече от определен период от време. Това може да се дължи на мутации или генетични промени в първичните клетки по време на субкултивирането. Например, някои микроорганизми са склонни да се адаптират към условията на култура, което е най-вече различно от естествената им среда, като променят биологията си.

Процес на култивиране - получаване на клетки

Първична култура на клетките: В първичната клетъчна култура животинската или растителната тъкан преминават през фази на изплакване, дисекция и механична или ензимна дезагрегация. Разделената тъкан ще съдържа различни видове клетки и това може да изисква приемането на техника за разделяне, за да се изолират клетките, които представляват интерес.

Вторична клетъчна култура: При култура на вторична клетка, ако първичната култура е прилепнала култура, първата стъпка е отделяне на клетките от прикрепването (повърхността на съда с култура) с механични или ензимни средства. След това клетките трябва да се отделят една от друга, за да образуват единична клетъчна суспензия.

Брой клетки в културата

Първична култура на клетките: Не е желателно да има абсолютна едноклетъчна суспензия, тъй като много първични клетки оцеляват по-добре в малки клъстери.

Вторична клетъчна култура: Достатъчно е да се генерира едноклетъчна суспензия.

Продължителност на културата

Първична култура на клетките: Първичните клетъчни култури имат ограничена продължителност на живота. Както беше обяснено по-горе, това е така, защото растежът на клетките изчерпва субстрата и хранителните вещества и води до натрупване на токсични метаболити. В резултат постепенно темпът на растеж на клетките спада, което води до смъртта на клетките.

Вторична клетъчна култура: Вторичната клетъчна култура удължава живота на клетките. Периодичното субкултивиране може да произведе безсмъртни клетки чрез трансформация или генетична промяна на първичните клетки.

Риск от заразяване

Първична култура на клетките: За първичните клетъчни култури е по-трудно да се грижат. Като цяло, първичните клетъчни култури се нуждаят от богата смес от аминокиселини, микроелементи, определени хормони и растежни фактори. В резултат на това рискът от заразяване в първичните клетъчни култури е по-висок от вторичните клетъчни култури.

Вторична клетъчна култура: Вторичните клетъчни култури са сравнително лесни за поддържане и рискът от заразяване е по-нисък от първичните клетъчни култури.

В тази статия се опитахме да разберем термините първична клетъчна култура и вторична клетъчна култура, последвана от сравнение, за да подчертаем основните разлики между тях. Основната разлика се състои в това как клетките се получават от културата; клетки за първична клетъчна култура се получават директно от животинска или растителна тъкан, докато клетките за вторична клетъчна култура се получават от вече установена първична култура.

Препратки: Основи на клетъчната култура - наръчник от Invitrogen и Gibco Freshney, R. I. (2006). Основни принципи на клетъчната култура. Център по онкология и приложна фармакология.   С любезност на изображенията: „Клетъчна култура“ от Umberto Salvagnin (CC BY 2.0) чрез Flickr