Klíčový rozdíl – primární a sekundární buněčná kultura
Než probereme rozdíl mezi primární a sekundární buněčnou kulturou, nejprve stručně definujme, co je buněčná kultura. Buněčná kultura je proces odstraňování buněk ze zvířete nebo rostliny a následný růst v uměle kontrolovaném prostředí. Buňky mohou být přímo odstraněny z tkáně a disagregovány enzymatickými nebo mechanickými metodami nebo mohou být odvozeny z kultury, která již byla založena. Klíčový rozdíl mezi primární a sekundární buněčnou kulturou je v tom, že buňky pro primární buněčnou kulturu se získávají přímo ze zvířecí nebo rostlinné tkáně, zatímco buňky pro sekundární buněčnou kulturu se získávají z již zavedené primární kultury. Sekundární kultura je tedy nová kultura, která vznikla z primární kultury.
Podívejme se dále na význam primární a sekundární buněčné kultury, abychom je lépe odlišili.
Co je primární buněčná kultura?
Primární buněčná kultura je oddělení buněk od rodičovské zvířecí nebo rostlinné tkáně prostřednictvím enzymatických nebo mechanických opatření a udržování růstu buněk ve vhodném substrátu ve skleněných nebo plastových nádobách za kontrolovaných podmínek prostředí. Buňky v primární kultuře mají stejný karyotyp (počet a vzhled chromozomů v jádře eukaryotické buňky) jako buňky v původní tkáni. Primární buněčnou kulturu lze rozdělit do dvou na základě druhu buněk použitých v kultuře.
Buňka závislá na ukotvení nebo přilnavá buňka – Tyto buňky vyžadují k růstu připojení. Adherentní buňky jsou obvykle odvozeny z tkání orgánů, například z ledvin, kde jsou buňky nepohyblivé a uložené v pojivové tkáni
Články nezávislé na ukotvení nebo závěsné buňky – Tyto buňky nevyžadují k růstu připevnění. Jinými slovy, tyto buňky se nepřichytí na povrch kultivační nádoby. Všechny suspenzní kultury pocházejí z buněk krevního systému; například lymfocyt bílých krvinek je suspendován v plazmě
Buňky odvozené z primárních kultur mají omezenou životnost. Buňky nelze držet neomezeně z několika důvodů. Zvýšení počtu buněk v primární kultuře povede k vyčerpání substrátu a živin. Také buněčná aktivita bude postupně zvyšovat hladinu toxických metabolitů v kultuře, což inhibuje další buněčný růst.
V této fázi je třeba provést sekundární nebo subkulturu, aby byl zajištěn nepřetržitý růst buněk.
Co je sekundární buněčná kultura?
Jak je popsáno výše, když buňky v adherentních kulturách obsadí veškerý dostupný substrát nebo když buňky v suspenzních kulturách překročí kapacitu média podporovat další růst, buněčná proliferace se začne snižovat nebo úplně ustávat. Aby se udržela optimální hustota buněk pro pokračující růst a aby se stimulovala další proliferace, primární kultura musí být subkultivována. Tento proces je známý jako sekundární buněčná kultura.
Během sekundární buněčné kultury jsou buňky z primární kultury přeneseny do nové nádoby s čerstvým růstovým médiem. Proces zahrnuje odstranění předchozího růstového média a oddělení adherovaných buněk v adherentních primárních kulturách. Sekundární kultivace buněk je periodicky vyžadována, aby se buňkám poskytl prostor pro růst a čerstvé živiny, čímž se prodlouží životnost buněk a rozšíří se počet buněk v kultuře.
Sekundární kultivace určitého objemu primární kultury do stejného objemu čerstvého růstového média umožňuje dlouhodobé udržování buněčných linií. Sekundární kultivace do většího objemu čerstvého růstového média se praktikuje za účelem zvýšení počtu buněk, například v průmyslových procesech nebo vědeckých experimentech.
Jaký je rozdíl mezi primární buněčnou kulturou a sekundární buněčnou kulturou?
Protože jsme nyní pochopili oba pojmy odděleně, porovnáme je, abychom mezi nimi našli další rozdíly.
Kdy použít primární a/nebo sekundární buněčnou kulturu
To závisí na tom, co se chcete naučit a jaký typ experimentu provádíte.
Primární buněčná kultura: Toto je proces, který má být použit ke kultivaci buněk z příslušné rodičovské tkáně. Buňky v primární kultuře budou mít konečnou životnost v důsledku vyčerpání substrátu a živin a hromadění toxinů s růstem populace. Primární kultura, navzdory separačním technikám použitým v procesu izolace, může obsahovat několik typů buněk. To však nemusí být problém ve všech typech experimentů a v takových případech lze použít samotnou primární kulturu.
Sekundární buněčná kultura: Obvykle je počet buněk získaných z primární kultury v experimentech nedostatečný. Sekundární buněčná kultura dává příležitost k rozšíření buněčné populace a také k prodloužení životnosti. Umožňuje další selekci buněk s použitím selektivního média a umožňuje genotypovou a fenotypovou uniformitu v populaci. Tento proces se používá ke generování replikovaných kultur pro základní charakterizaci, konzervaci a experimentování.
Podoba rodičovské tkáně
Primární buněčná kultura: Buňky pro primární buněčnou kulturu se získávají přímo ze zvířecí nebo rostlinné tkáně. Buňky v primární kultuře se tedy velmi podobají své rodičovské tkáni, a proto může být biologická odpověď blíže k situaci in vivo než u sekundární buněčné kultury.
Sekundární buněčná kultura: Sekundární buněčná kultura pochází z primární buněčné kultury. Ačkoli subkultivace prodlužuje životnost buněk, existuje možnost, že po několika fázích mohou být buňky transformovány nebo mohou ztratit kontrolu nad tím, že se nedělí více než určitý počet časů. To by mohlo být způsobeno mutacemi nebo genetickými změnami v primárních buňkách během subkultivace. Například některé mikroorganismy mají tendenci se přizpůsobit kultivačním podmínkám, které se většinou liší od jejich přirozeného prostředí, tím, že změní svou biologii.
Proces kultivace – získávání buněk
Primární buněčná kultura: V primární buněčné kultuře projde zvířecí nebo rostlinná tkáň fázemi oplachování, disekce a mechanické nebo enzymatické disagregace. Disagregovaná tkáň bude obsahovat řadu různých typů buněk, a to může vyžadovat použití separační techniky, aby bylo možné izolovat buňky, o které je zájem.
Sekundární buněčná kultura: V sekundární buněčné kultuře, pokud je primární kultura adherentní kultura, je prvním krokem oddělení buněk od připojení (povrchu kultivační nádoby) mechanickými nebo enzymatickými prostředky. Poté je třeba buňky od sebe oddělit, aby vytvořily jedinou buněčnou suspenzi.
Počet buněk v kultuře
Primární buněčná kultura: Není žádoucí mít absolutní suspenzi jednotlivých buněk, protože mnoho primárních buněk přežívá lépe v malých shlucích.
Sekundární buněčná kultura: Stačí vytvořit suspenzi jedné buňky.
Life Span of Culture
Primární buněčná kultura: Primární buněčné kultury mají omezenou životnost. Jak bylo vysvětleno výše, je to proto, že růst buněk vyčerpává substrát a živiny a vede k akumulaci toxických metabolitů. V důsledku toho postupně rychlost růstu buněk klesá, což vede ke smrti buněk.
Sekundární buněčná kultura: Sekundární buněčná kultura prodlužuje životnost buněk. Periodická subkultivace může produkovat nesmrtelné buňky prostřednictvím transformace nebo genetické změny primárních buněk.
Riziko kontaminace
Primární buněčná kultura: Péče o primární buněčné kultury je obtížnější. Obecně primární buněčné kultury potřebují bohatou směs aminokyselin, mikroživin, určitých hormonů a růstových faktorů. V důsledku toho je riziko kontaminace v primárních buněčných kulturách vyšší než v sekundárních buněčných kulturách.
Sekundární buněčná kultura: Sekundární buněčné kultury se poměrně snadno udržují a riziko kontaminace je nižší než u primárních buněčných kultur.
V tomto článku jsme se pokusili porozumět pojmům primární buněčná kultura a sekundární buněčná kultura s následným srovnáním, abychom zdůraznili klíčové rozdíly mezi nimi. Základní rozdíl spočívá v tom, jak jsou buňky odvozeny z kultury; buňky pro primární buněčnou kulturu jsou získávány přímo ze zvířecí nebo rostlinné tkáně, zatímco buňky pro sekundární buněčnou kulturu jsou získávány z již vytvořené primární kultury.
