Ключова разлика – първична срещу вторична клетъчна култура
Преди да обсъдим разликата между първичната и вторичната клетъчна култура, нека първо дефинираме накратко какво е клетъчна култура. Клетъчната култура е процес на отстраняване на клетки от животно или растение и последващ растеж в изкуствено контролирана среда. Клетките могат да бъдат директно отстранени от тъканта и дезагрегирани чрез ензимни или механични методи или могат да бъдат получени от култура, която вече е установена. Ключовата разлика между първичната и вторичната клетъчна култура е, че клетките 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, произлязла от първичната култура.
Нека разгледаме по-подробно значението на първичната и вторичната клетъчна култура, за да ги разграничим по-добре.
Какво е първична клетъчна култура?
Първичната клетъчна култура е отделянето 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 външен вид на хромозомите в ядрото на еукариотна клетка) като тези клетки в оригиналната тъкан. Първичната клетъчна култура може да бъде класифицирана на две въз основа на вида клетки, използвани в културата.
Зависеща или прилепнала клетка от Anchorage – Тези клетки изискват прикрепване за растеж. Прилепналите клетки обикновено се извличат от тъкани на органи, например от бъбрек, където клетките са неподвижни и са вградени в съединителната тъкан
Независими или суспензионни клетки на Anchorage – Тези клетки не изискват прикрепване за растеж. С други думи, тези клетки не се прикрепят към повърхността на съда за култура. Всички суспензионни култури са получени от клетки на кръвоносната система; например белите кръвни клетки лимфоцити са суспендирани в плазмата
Клетките, получени от първични култури, имат ограничен живот. Клетките не могат да се държат 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 клетъчен растеж.
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 адхезионните култури заемат целия наличен субстрат или когато клетките в суспензионните култури надхвърлят капацитета на средата да поддържа по-нататъшен растеж, клетъчната пролиферация започва да намалява или напълно да спира. За да се поддържа оптимална клетъчна плътност за продължителен растеж и да се стимулира по-нататъшна 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 хранителна среда. Процесът включва премахване на предишната растежна среда и отделяне на прилепнали клетки в прилепнали първични култури. Периодично се налага вторично клетъчно култивиране, за да се осигури на клетките пространство за растеж и свежи хранителни вещества, като по този начин се удължава живота на клетките и се увеличава броят на клетките в културата.
Вторичното култивиране на определен обем от първична култура в равен обем прясна среда за растеж позволява дългосрочно поддържане на клетъчни линии. Вторичното култивиране в по-голям обем свежа хранителна 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?
Тъй като сега разбрахме двата термина поотделно, ще ги сравним, 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 клетъчна култура: Това е процесът, който трябва да се използва за култивиране на клетки от съответната родителска тъкан. Клетките в първичната култура ще имат ограничен живот поради изчерпването на субстрата и хранителните вещества и натрупването на токсини, с нарастване на населението. Първичната култура, въпреки техниките за разделяне, използвани в процеса на изолиране, може да съдържа няколко вида клетки. Това обаче може да не е проблем при всички видове експерименти и в такива случаи може да се използва само първична 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 и също така удължаване на продължителността на живота. Той позволява по-нататъшна селекция на клетки с използването на селективна среда и позволява генотипна и фенотипна еднородност в популацията. Този процес се използва за генериране на репликирани култури за основно характеризиране, консервиране и експериментиране.
Прилика с родителска тъкан
Първична клетъчна култура: Клетките за първична клетъчна култура се получават директно от животинска или растителна тъкан. Следователно клетките в първичната култура много приличат на родителската си тъкан и съответно биологичният отговор може да бъде по-близък до in vivo ситуация, отколкото тази на вторична клетъчна култура.
Вторична клетъчна култура: Вторичната клетъчна култура произхожда от първична клетъчна култура. Въпреки че субкултивирането удължава продължителността на живота на клетките, съществува възможността след няколко фази клетките да се трансформират или да загубят контрола да не се делят повече от определен брой пъти. Това може да се дължи на мутации или генетични промени в първичните клетки по време на субкултивиране. Например, някои микроорганизми са склонни да се адаптират към условията на култивиране, които са предимно различни от естествената им среда, като променят своята биология.
Процес на култивиране – получаване на клетки
Първична клетъчна култура: В първичната клетъчна култура животинската или растителната тъкан ще премине през фази на изплакване, дисекция и механична или ензимна дезагрегация. Дезагрегираната тъкан ще съдържа разнообразие от различни видове клетки и това може да изисква приемането на техника за разделяне, за да се изолират клетките, представляващи интерес.
Вторична клетъчна култура: При вторичната клетъчна култура, ако първичната култура е прилепнала култура, първата стъпка е да се отделят клетките от прикрепването (повърхността на съда за култура) чрез механични или ензимни средства. След това клетките трябва да се отделят една от друга, за да образуват суспензия от единични клетки.
Брой клетки в култура
Първична клетъчна култура: Не е желателно да имате абсолютна суспензия от единични клетки, тъй като много първични клетки оцеляват по-добре в малки клъстери.
Вторична клетъчна култура: Достатъчно е да се генерира суспензия от една клетка.
Продължителност на културата
Първична клетъчна култура: Първичните клетъчни култури имат ограничен живот. 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 на това скоростта на растеж на клетките постепенно намалява, 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 замърсяване
Първична клетъчна култура: Грижата за първичните клетъчни култури е по-трудна. Като цяло първичните клетъчни култури се нуждаят от богата смес от аминокиселини, микроелементи, определени хормони и растежни фактори. В резултат на това рискът от замърсяване в първичните клетъчни култури е по-висок от вторичните клетъчни култури.
Вторична клетъчна култура: Вторичните клетъчни култури са сравнително лесни за поддръжка и рискът от замърсяване е по-нисък от първичните клетъчни култури.
В тази статия се опитахме да разберем термините първична клетъчна култура и вторична клетъчна култура, последвани от сравнение, за да подчертаем основните разлики между тях. Основната разлика е в това как клетките се извличат от културата; клетките 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.
