کشت سلول چیست؟
کشت سلول (Cell Culture) یکی از مهمترین تکنیکهای زیستشناسی سلولی و مولکولی است که در آن سلولها در شرایط کنترلشده و خارج از بدن (In Vitro) رشد و تکثیر مییابند. این فناوری پایه بسیاری از تحقیقات زیستپزشکی، تولید واکسن، مهندسی بافت، کشف دارو، ژندرمانی، درمانهای سلولی و آزمایشهای مولکولی مانند PCR، فلوسایتومتری و Western Blot است. برای موفقیت در کشت سلول، کنترل دقیق شرایط محیطی مانند دما، CO₂، رطوبت، استریلیتی و ترکیب محیط کشت ضروری است.
کشت سلول چیست؟
انواع، مراحل انجام، کاربردها و تجهیزات موردنیاز
- کشت سلول روشی برای رشد سلولها خارج از بدن است.
- سلولها در محیط کشت حاوی مواد مغذی و در انکوباتور CO₂ نگهداری میشوند.
- در تحقیقات، تولید دارو، واکسن، ژنتیک، سرطان و مهندسی بافت کاربرد دارد.
- مهمترین تجهیزات آن شامل هود لامینار، انکوباتور CO₂، میکروسکوپ معکوس و محیط کشت است.
کشت سلول (Cell Culture) چیست؟
کشت سلول به فرآیند رشد و نگهداری سلولها در شرایط آزمایشگاهی کنترلشده گفته میشود. در این روش، سلولها در ظروف مخصوص مانند فلاسک یا پلیت کشت قرار گرفته و در محیطی حاوی مواد مغذی، اسیدهای آمینه، ویتامینها، نمکها و فاکتورهای رشد تکثیر میشوند.
هدف از کشت سلول میتواند مطالعه رفتار سلول، بررسی بیماریها، تولید پروتئینهای نوترکیب، آزمایش داروها یا انجام آزمایشهای مولکولی باشد.
کشت سلول چگونه انجام میشود؟
سلولها پس از استخراج از بافت یا استفاده از ردههای سلولی، در محیط کشت مناسب قرار میگیرند و داخل انکوباتور با شرایط کنترلشده، معمولاً ۳۷ درجه سانتیگراد، ۵٪ CO₂ و رطوبت بالا، نگهداری میشوند.
سلولها مواد مغذی محیط را مصرف کرده و تکثیر میشوند. با افزایش تراکم سلولی، لازم است سلولها به ظروف جدید منتقل شوند؛ این فرآیند پاساژ یا Passaging نام دارد.
انواع کشت سلول
- استخراج مستقیم سلول از بافت زنده
- شباهت بیشتر به شرایط طبیعی بدن
- مناسب مطالعات فیزیولوژیک
- عمر محدود و حساسیت بیشتر
- رشد پایدار پس از چندین پاساژ
- شامل Finite و Continuous Cell Line
- نمونهها: HeLa، HEK293، CHO، Jurkat، MCF-7، A549 و K562
انواع کشت از نظر نحوه رشد
- برای رشد به سطح ظرف نیاز دارند
- نمونه: فیبروبلاستها
- نمونه: سلولهای اپیتلیال
- بدون اتصال به سطح رشد میکنند
- نمونه: بسیاری از سلولهای خونی
- نمونه: لنفوسیتها و هیبریدوماها
مراحل انجام کشت سلول
تجهیزات اصلی کشت سلول
مواد مصرفی مهم
کاربردهای کشت سلول
- رشد تومور
- آزمایش داروهای ضدسرطان
- مسیرهای سیگنالینگ
- استخراج DNA و RNA
- PCR و qPCR
- NGS
- Western Blot و Flow Cytometry
- کشت ویروسها
- تولید واکسنهای ویروسی
- ردههای هیبریدوما
- تولید آنتیبادی اختصاصی
- رشد سلول روی داربست
- ساخت بافت مصنوعی
- سلولهای بنیادی
- سلولهای ایمنی
تفاوت کشت سلول و کشت باکتری
| ویژگی | کشت سلول | کشت باکتری |
|---|---|---|
| نوع موجود | سلول یوکاریوتی | باکتری |
| دما | معمولاً ۳۷°C | متغیر |
| CO₂ | معمولاً نیاز دارد | معمولاً نیاز ندارد |
| محیط رشد | محیطهای پیچیده | محیطهای سادهتر |
| حساسیت به آلودگی | بسیار بالا | کمتر |
مزایا و محدودیتهای کشت سلول
- امکان مطالعه سلول زنده
- کنترل شرایط محیطی
- کاهش نیاز به آزمایش روی حیوانات
- مناسب برای بررسی داروها
- کاربرد گسترده در تحقیقات
- هزینه بالا
- نیاز به تجهیزات تخصصی
- حساسیت زیاد به آلودگی
- نیاز به اپراتور آموزشدیده
- تغییر ویژگی سلول در پاساژهای طولانی
عوامل مؤثر بر کیفیت کشت سلول
آلودگیهای رایج در کشت سلول
آلودگی مایکوپلاسما ممکن است مدتها بدون علائم ظاهری باقی بماند، اما رشد، متابولیسم و بیان ژنی سلولها را تغییر دهد. به همین دلیل، آزمایش دورهای تشخیص مایکوپلاسما اهمیت زیادی دارد.
کاربرد کشت سلول در آزمایشگاههای مختلف
| نوع آزمایشگاه | کاربرد |
|---|---|
| ژنتیک | استخراج DNA و RNA و مطالعات عملکرد ژن |
| سرطان | آزمایش دارو و بررسی مسیرهای توموری |
| ایمونولوژی | کشت سلولهای ایمنی |
| داروسازی | غربالگری داروها |
| بیوتکنولوژی | تولید پروتئین و آنتیبادی |
| مهندسی بافت | بازسازی بافت و سلولدرمانی |
وکتور چگونه میتواند در راهاندازی آزمایشگاه کشت سلول کمک کند؟
راهاندازی آزمایشگاه کشت سلول نیازمند تأمین هماهنگ تجهیزات، محیطهای کشت و مواد مصرفی است.
بسیاری از مشکلات کشت سلول ناشی از آلودگی آشکار نیستند، بلکه از خطاهای کوچک و تکرارشونده ایجاد میشوند؛ مانند استفاده بیش از حد از تریپسین، پاساژهای بسیار زیاد، باز و بسته کردن مکرر درِ انکوباتور یا استفاده از FBS با کیفیت نامناسب.
توصیه میشود هر رده سلولی پس از دریافت، با STR Profiling احراز هویت شود و بهطور دورهای از نظر آلودگی مایکوپلاسما بررسی گردد.
برندهای مطرح تجهیزات و مواد کشت سلول
- Thermo Fisher Scientific
- Eppendorf
- Esco
- Binder
- Panasonic
- NuAire
- Gibco (Thermo Fisher)
- Cytiva (HyClone)
- Corning
- Capricorn Scientific
- Merck (Sigma-Aldrich)
- FUJIFILM Irvine Scientific
سؤالات متداول
منابع
- Freshney RI. Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique and Specialized Applications
- Masters JR. Animal Cell Culture: A Practical Approach
- ATCC. Animal Cell Culture Guide
- Thermo Fisher Scientific. Gibco Cell Culture Basics Handbook
- Corning Life Sciences. Cell Culture Guide
- OECD Guidance Document on Good Cell Culture Practice (GCCP)