coltura cellulare
coltura cellulare
Tecnica di laboratorio che permette di far crescere e proliferare cellule, sia procariote sia eucariote, in ambiente artificiale controllato. Di solito ci si riferisce alla coltivazione in vitro di cellule provenienti da organismi eucarioti pluricellulari e, in partic., da mammiferi; tuttavia anche gli organismi unicellulari (ad es., batteri e lieviti) possono essere propagati coltivandoli in un terreno che riproduca il loro ambiente di crescita naturale. Le c. c. sono fondamentali per lo studio e la messa a punto dei vaccini virali e, in genere, dei prodotti delle biotecnologie. Con la tecnologia del DNA ricombinante vengono prodotti in c. c. animali, enzimi, ormoni sintetici, anticorpi monoclonali e agenti anticancro.
Tipologie
I protocolli per la coltivazione in vitro delle cellule sono stati messi a punto a partire dagli anni Cinquanta del secolo scorso, inizialmente per lo studio dello sviluppo embrionale, e poi in virologia, in quanto la coltura di opportuni tipi cellulari fornisce il substrato ideale per la crescita dei virus. Le cellule in coltura possono crescere sia in sospensione sia aderenti a una superficie (c. c. monostrato), in un mezzo o terreno di crescita liquido. Le fiasche o piastre da coltura contenenti le cellule sono mantenute in incubatori a temperatura costante e in ambiente gassoso (per le cellule di mammifero a 37 °C e al 5% di CO2). Per evitare contaminazioni da microrganismi, tutte le manipolazioni delle c. c. vengono effettuate in condizioni di sterilità; ai terreni di coltura vengono spesso aggiunti antibiotici. Le c. c. vengono dette primarie se derivano dalla dissociazione di tessuti ex vivo, e c. c. secondarie se derivano da colture precedenti. Le cellule primarie possono essere ottenute dal sangue (linfociti) o da espianti di tessuti, dissociati con enzimi che rompono la matrice extracellulare e che permettono l’isolamento di singole cellule che crescono individualmente in coltura.
Cicli di divisione cellulare
La maggior parte delle cellule animali in coltura, dopo aver superato un certo numero di divisioni, raggiunge uno stato di senescenza e smette di moltiplicarsi, entrando in uno stato di quiescenza. Il numero di cicli di divisione (limite di Hayflick), dipende dal tipo cellulare, dalla specie e dall’età dell’organismo da cui derivano le cellule. Le cellule primarie che superano questo limite alla crescita danno origine a una linea cellulare stabilizzata o immortalizzata, capace di dividersi in coltura indefinitamente. Molte linee cellulari derivano da espianti tumorali, che avevano quindi già perso alcuni limiti alla crescita. Le linee cellulari possono essere ottenute anche da cellule primarie, se si riesce a far loro intraprendere una trasformazione nella crescita in coltura (immortalizzazione). Questo processo, analogo alla perdita dei limiti alla crescita che si riscontra nei tumori, può avvenire spontaneamente a causa di mutazioni acquisite, o può essere indotto da radiazioni, mutageni chimici, virus trasformanti, o dalla transfezione con particolari sequenze di DNA oncogene. Il DNA estraneo può anche essere inserito nella cellula mediante un virus; in questo caso il metodo viene detto di trasduzione, infezione o trasformazione.
Banche di cellule
Migliaia di linee cellulari, rappresentanti di differenti tessuti sia umani, sia animali, vengono mantenute in banche di cellule, quali la ATCC (American Type Culture Collection) e la ECCC (European Collection of Cell Cultures ).