پنی‌سیلین–استرپتومایسین چیست؟
پنی‌سیلین–استرپتومایسین (Penicillin–Streptomycin یا Pen-Strep) یکی از مکمل‌های آنتی‌بیوتیکی رایج در کشت سلول است که برای کاهش احتمال رشد برخی باکتری‌ها در محیط کشت استفاده می‌شود. پنی‌سیلین عمدتاً بر سنتز دیواره سلولی باکتری‌ها اثر می‌گذارد و استرپتومایسین با اثر بر ریبوزوم باکتریایی، سنتز پروتئین را مختل می‌کند. Pen-Strep در بسیاری از پروتکل‌ها همراه محیط‌هایی مانند RPMI 1640 و DMEM استفاده می‌شود. با این حال، استفاده از آنتی‌بیوتیک جایگزین رعایت تکنیک آسپتیک نیست و حتی می‌تواند در برخی شرایط آلودگی‌های سطح پایین را پنهان کند.
پنی‌سیلین–استرپتومایسین (Pen-Strep) چیست؟
کاربرد، نحوه عملکرد و نکات استفاده در کشت سلول
- Pen-Strep ترکیبی از دو آنتی‌بیوتیک پنی‌سیلین و استرپتومایسین است.
- برای کاهش احتمال آلودگی باکتریایی در بسیاری از کشت‌های سلولی استفاده می‌شود.
- محلول‌های تجاری معمولاً به‌صورت Concentrated مانند 100X عرضه می‌شوند و باید مطابق دستورالعمل محصول و پروتکل کشت استفاده شوند.
- Pen-Strep از رشد همه میکروارگانیسم‌ها جلوگیری نمی‌کند و راه‌حل مطمئنی برای Mycoplasma نیست.
- استفاده از آنتی‌بیوتیک هرگز جایگزین Aseptic Technique، تجهیزات تمیز و کنترل منظم آلودگی نمی‌شود.
پنی‌سیلین–استرپتومایسین چیست؟
Penicillin–Streptomycin یکی از شناخته‌شده‌ترین ترکیبات آنتی‌بیوتیکی مورد استفاده در آزمایشگاه‌های Cell Culture است.
این محصول معمولاً شامل دو آنتی‌بیوتیک است:
ترکیب این دو باعث ایجاد پوشش آنتی‌باکتریال گسترده‌تری نسبت به استفاده از هر کدام به‌تنهایی می‌شود.
Pen-Strep معمولاً به‌عنوان مکمل به محیط کشت اضافه می‌شود و خودش یک محیط کشت مستقل نیست.
Pen-Strep چگونه عمل می‌کند؟
پنی‌سیلین و استرپتومایسین دو مکانیسم متفاوت دارند.
این تفاوت یکی از دلایل استفاده ترکیبی آن‌ها در Cell Culture است.
این اثر به‌خصوص روی بسیاری از باکتری‌های Gram-positive اهمیت دارد.
این ماده با اتصال به زیرواحد 30S ریبوزوم باکتریایی در فرآیند ترجمه و سنتز پروتئین اختلال ایجاد می‌کند.
به این ترتیب ترکیب Penicillin و Streptomycin دو هدف متفاوت باکتریایی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
Pen-Strep چه کاربردی در کشت سلول دارد؟
یکی از مهم‌ترین مشکلات در کشت سلول، Microbial Contamination است.
محیط‌های کشت حاوی:
هستند و علاوه بر سلول‌های موردنظر، می‌توانند محیط مناسبی برای رشد میکروارگانیسم‌ها نیز فراهم کنند.
Pen-Strep برای کاهش احتمال رشد برخی باکتری‌های حساس در چنین محیط‌هایی استفاده می‌شود.
Pen-Strep در چه محیط‌هایی استفاده می‌شود؟
Pen-Strep می‌تواند در بسیاری از محیط‌های کشت سلولی استفاده شود؛ البته تنها در صورتی که پروتکل مربوط به سلول اجازه دهد.
از جمله:
بنابراین Pen-Strep محدود به یک محیط کشت خاص نیست.
Pen-Strep 100X چیست؟
یکی از اصطلاحاتی که هنگام خرید Pen-Strep زیاد مشاهده می‌شود 100X است.
100X به این معنی است که محلول به‌صورت Concentrated عرضه شده و برای رسیدن به غلظت کاری باید طبق دستورالعمل محصول رقیق شود.
بنابراین هنگام خرید باید بررسی شود که محصول:
دارد.
غلظت و Activity واقعی محصول باید از Datasheet سازنده بررسی شود و نباید صرفاً بر اساس نام Pen-Strep فرض شود.
آیا Pen-Strep برای تمام Cell Lineها مناسب است؟
خیر.
نیاز به آنتی‌بیوتیک به:
بستگی دارد.
برخی آزمایشگاه‌ها در کشت روتین از Pen-Strep استفاده می‌کنند، در حالی که برخی ترجیح می‌دهند کشت‌های خود را بدون آنتی‌بیوتیک نگهداری کنند.
در Cell Lineهای حساس نیز باید اثر آنتی‌بیوتیک روی رفتار سلول بررسی شود.
آیا استفاده از Pen-Strep ضروری است؟
خیر.
استفاده از Pen-Strep یک الزام عمومی برای تمام کشت‌های سلولی نیست.
در واقع، اگر Cell Culture Laboratory دارای تکنیک آسپتیک بسیار مناسب باشد، بسیاری از کشت‌ها را می‌توان بدون استفاده روتین از آنتی‌بیوتیک انجام داد.
حتی در برخی آزمایش‌های حساس، حذف آنتی‌بیوتیک می‌تواند مطلوب باشد.
چرا استفاده دائمی از آنتی‌بیوتیک می‌تواند مشکل‌ساز باشد؟
یکی از مشکلات استفاده روتین و دائمی از Antibiotics این است که ممکن است آلودگی‌های سطح پایین را پنهان کند.
در چنین شرایطی ممکن است آلودگی وجود داشته باشد اما به دلیل حضور آنتی‌بیوتیک:
بنابراین یک Culture ظاهراً شفاف الزاماً به معنی عاری بودن از آلودگی نیست.
آیا Pen-Strep جلوی Mycoplasma را می‌گیرد؟
این یکی از مهم‌ترین نکات در Cell Culture است.
Pen-Strep نباید به‌عنوان روش کنترل Mycoplasma در نظر گرفته شود.
Mycoplasma ویژگی‌های زیستی متفاوتی دارد و آلودگی آن ممکن است بدون ایجاد:
در کشت باقی بماند.
به همین دلیل Cell Lineها باید بر اساس برنامه کنترل کیفیت آزمایشگاه به‌طور منظم از نظر Mycoplasma بررسی شوند.
چرا Mycoplasma اهمیت دارد؟
Mycoplasma می‌تواند بدون نابودی آشکار کشت، رفتار سلول را تغییر دهد.
آلودگی ممکن است روی مواردی مانند:
اثر بگذارد.
بنابراین استفاده از Pen-Strep جایگزین Mycoplasma Testing نیست.
آیا Pen-Strep از قارچ جلوگیری می‌کند؟
Penicillin و Streptomycin اساساً Antibacterial هستند.
بنابراین نباید انتظار داشت که این ترکیب از تمام آلودگی‌های قارچی جلوگیری کند.
برای کنترل قارچ‌ها، ترکیبات دیگری وجود دارند، اما استفاده از آن‌ها نیز باید بر اساس نیاز واقعی و پروتکل انجام شود.
آلودگی باکتریایی در کشت سلول چگونه دیده می‌شود؟
برخی آلودگی‌های باکتریایی می‌توانند باعث:
شوند.
اما ظاهر محیط به‌تنهایی برای تشخیص همه انواع آلودگی کافی نیست.
Pen-Strep و کشت لنفوسیت
در برخی پروتکل‌های کشت لنفوسیت برای Cytogenetics نیز از Antibiotic استفاده می‌شود.
سیستم کشت ممکن است شامل:
باشد و بر اساس پروتکل Validated آزمایشگاه، Antibiotic نیز به آن اضافه شود.
با این حال، حضور Pen-Strep برای همه پروتکل‌های کاریوتایپ الزامی نیست.
Pen-Strep در کاریوتایپ چه نقشی دارد؟
Pen-Strep مستقیماً باعث:
نمی‌شود.
نقش آن صرفاً کمک به کنترل برخی آلودگی‌های باکتریایی در مرحله Culture است.
بنابراین نباید Pen-Strep را با موادی مانند:
که نقش مستقیم‌تری در فرآیند کاریوتایپ دارند، اشتباه گرفت.
تفاوت Pen-Strep و Gentamicin چیست؟
هر دو در برخی سیستم‌های Cell Culture به‌عنوان آنتی‌بیوتیک استفاده می‌شوند، اما ترکیبات و ویژگی‌های متفاوتی دارند.
| ویژگی | Pen-Strep | Gentamicin |
|---|---|---|
| ترکیب | دو آنتی‌بیوتیک | یک Aminoglycoside |
| Penicillin | دارد | ندارد |
| Streptomycin | دارد | ندارد |
| کاربرد در Cell Culture | بسیار رایج | رایج |
| طیف اثر | ترکیبی | متفاوت |
| انتخاب | وابسته به پروتکل | وابسته به پروتکل |
انتخاب Antibiotic باید بر اساس نیاز کشت انجام شود.
تفاوت Pen-Strep و Antibiotic-Antimycotic چیست؟
این دو محصول یکسان نیستند.
Pen-Strep معمولاً شامل:
است.
اما محصولاتی با عنوان Antibiotic-Antimycotic ممکن است علاوه بر این آنتی‌بیوتیک‌ها حاوی یک عامل ضدقارچ مانند Amphotericin B نیز باشند.
بنابراین هنگام خرید باید Composition محصول دقیقاً بررسی شود.
آیا آنتی‌بیوتیک می‌تواند روی سلول اثر بگذارد؟
بله.
اگرچه هدف اصلی Antibiotic مهار میکروارگانیسم‌ها است، برخی آنتی‌بیوتیک‌ها در شرایط خاص می‌توانند روی سلول‌های پستانداران نیز اثر بگذارند.
این اثر ممکن است به:
وابسته باشد.
برای آزمایش‌های حساس بهتر است تأثیر Antibiotic بر Endpoint مورد بررسی در نظر گرفته شود.
چرا Aseptic Technique مهم‌تر از Antibiotic است؟
اساس کنترل آلودگی در Cell Culture، رعایت Aseptic Technique است.
موارد مهم شامل:
هستند.
Antibiotic تنها یک ابزار کمکی است و نباید جایگزین این اصول شود.
شرایط نگهداری Pen-Strep
شرایط دقیق نگهداری باید مطابق دستورالعمل سازنده باشد.
هنگام نگهداری باید به موارد زیر توجه کرد:
فرمولاسیون محصولات مختلف ممکن است متفاوت باشد.
مزایا و محدودیت‌ها
- کمک به کاهش برخی آلودگی‌های باکتریایی
- استفاده آسان در بسیاری از محیط‌های کشت
- ترکیب دو آنتی‌بیوتیک با مکانیسم متفاوت
- دسترسی گسترده در بازار محصولات Cell Culture
- قابل استفاده در بسیاری از Cell Lineها طبق پروتکل
- عرضه به‌صورت محلول‌های Concentrated و آماده
- جایگزین Aseptic Technique نیست.
- از همه انواع آلودگی جلوگیری نمی‌کند.
- روش مطمئنی برای کنترل Mycoplasma نیست.
- می‌تواند برخی آلودگی‌های سطح پایین را پنهان کند.
- استفاده غیرضروری ممکن است روی برخی Cell Lineها اثر بگذارد.
- برای تمام آزمایش‌ها و سلول‌ها ضروری نیست.
برندهای مطرح Pen-Strep
برخی تولیدکنندگان شناخته‌شده محصولات Cell Culture عبارت‌اند از:
محصولات این شرکت‌ها ممکن است از نظر Concentration، حجم و فرمولاسیون متفاوت باشند.
هنگام خرید Pen-Strep به چه نکاتی توجه کنیم؟
هنگام سفارش بهتر است فقط عبارت «Pen-Strep» نوشته نشود.
مشخصات زیر بررسی شوند:
همچنین باید مشخص شود محصول Penicillin-Streptomycin است یا Antibiotic-Antimycotic؛ زیرا این دو الزاماً یکسان نیستند.
وکتور چگونه می‌تواند در تأمین Pen-Strep کمک کند؟
در وکتور می‌توانید درخواست خرید را با مشخصات دقیق ثبت کنید؛ برای مثال:
و سپس پیشنهاد تأمین‌کنندگان را از نظر:
مقایسه کنید.
همچنین می‌توان مواد مرتبط با Cell Culture مانند RPMI 1640، DMEM، FBS، PBS و Trypsin-EDTA را در همان فرآیند استعلام کرد.
این کار احتمال دریافت پیشنهاد برای محصولی با فرمولاسیون متفاوت از نیاز آزمایشگاه را کاهش می‌دهد.
یکی از اشتباهات رایج در Cell Culture این است که تصور شود استفاده دائمی از Antibiotic باعث می‌شود نگرانی درباره Contamination وجود نداشته باشد.
در واقع اگر یک آزمایشگاه به Pen-Strep برای پنهان کردن ضعف در Aseptic Technique وابسته شود، ممکن است آلودگی‌های سطح پایین مدت بیشتری در Culture باقی بمانند.
اگر پس از حذف Antibiotic ناگهان Contamination در چند Culture ظاهر شود، این موضوع می‌تواند نشانه‌ای باشد که باید:
به‌صورت سیستماتیک بررسی شوند.
در پروژه‌های حساس نیز بهتر است Antibiotic Use در Method ثبت شود، زیرا وجود یا عدم وجود آنتی‌بیوتیک یکی از متغیرهای شرایط Cell Culture محسوب می‌شود.
سؤالات متداول
منابع
- Freshney RI. Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique and Specialized Applications
- ATCC. Animal Cell Culture Guide
- Current Protocols in Cell Biology
- Thermo Fisher Scientific / Gibco. Penicillin-Streptomycin Technical Documentation
- Merck / Sigma-Aldrich. Penicillin-Streptomycin Solution Technical Resources
- Cytiva / HyClone. Cell Culture Antibiotics Technical Documentation
- Corning. Cell Culture Antibiotics and Contamination Control Resources
- Drexler HG, Uphoff CC. Mycoplasma contamination of cell cultures: incidence, sources, effects, detection, elimination, prevention. Cytotechnology