Rozdiel medzi primárnou a sekundárnou bunkovou kultúrou

Kľúčový rozdiel - primárna vs. sekundárna bunková kultúra
 

Predtým, ako budeme diskutovať o rozdieloch medzi primárnou a sekundárnou bunkovou kultúrou, najskôr stručne definujeme, čo je bunková kultúra. Bunková kultúra je proces odstraňovania buniek zo zvieraťa alebo rastliny a následný rast v umelo kontrolovanom prostredí. Bunky by mohli byť priamo odstránené z tkaniva a dezagregované enzymatickými alebo mechanickými metódami alebo by mohli byť získané z kultúry, ktorá už bola vytvorená. Kľúčový rozdiel medzi primárnou a sekundárnou bunkovou kultúrou je ten bunky pre primárnu bunkovú kultúru sa získavajú priamo zo živočíšneho alebo rastlinného tkaniva, zatiaľ čo bunky pre sekundárnu bunkovú kultúru sú získané z už zavedenej primárnej kultúry. Preto je sekundárna kultúra novou kultúrou, ktorá pochádza z primárnej kultúry.

Pozrime sa ďalej na význam primárnej a sekundárnej bunkovej kultúry, aby sme ich lepšie rozlíšili.

Čo je primárna bunková kultúra?

Primárna bunková kultúra je disociácia buniek z rodičovského zvieraťa alebo rastlinného tkaniva prostredníctvom enzymatických alebo mechanických meraní a udržiavanie rastu buniek vo vhodnom substráte v sklenených alebo plastových nádobách za kontrolovaných podmienok prostredia. Bunky v primárnej kultúre majú rovnaký karyotyp (počet a výskyt chromozómov v jadre eukaryotickej bunky) ako bunky v pôvodnom tkanive. Primárna bunková kultúra môže byť rozdelená do dvoch na základe druhu buniek použitých v kultúre.

• Anchorage závislé alebo priľnavé bunky - tieto bunky vyžadujú pripojenie pre rast. Adherentné bunky sú obvykle odvodené z tkanív orgánov, napríklad z obličiek, kde sú bunky imobilné a uložené v spojivovom tkanive..

• Nezávislé alebo ukotvovacie bunky ukotvenia - Tieto bunky nevyžadujú prílohu pre rast. Inými slovami, tieto bunky sa nepripájajú k povrchu kultivačnej nádoby. Všetky suspenzné kultúry sú odvodené z buniek krvného systému; napríklad biely lymfocyt z bielych krviniek je suspendovaný v plazme.

Bunky pochádzajúce z primárnych kultúr majú obmedzenú životnosť. Bunky nemôžu byť držané na neurčito z niekoľkých dôvodov. Zvyšujúci sa počet buniek v primárnej kultúre povedie k vyčerpaniu substrátu a živín. Bunková aktivita bude tiež postupne zvyšovať hladinu toxických metabolitov v kultúre, čo inhibuje ďalší rast buniek.

V tomto štádiu sa musí vykonať sekundárna alebo subkultúra, aby sa zabezpečil kontinuálny rast buniek.

Čo je sekundárna bunková kultúra?

Ako je opísané vyššie, keď bunky v adherentných kultúrach obsadzujú všetok dostupný substrát alebo keď bunky v suspenzných kultúrach prekročia kapacitu média na podporu ďalšieho rastu, proliferácia buniek sa začne znižovať alebo úplne prestať. Aby sa udržala optimálna hustota buniek pre ďalší rast a stimulovala sa ďalšia proliferácia, musí sa primárna kultúra subkultivovať. Tento proces je známy ako sekundárna bunková kultúra.

Počas sekundárnej bunkovej kultúry sa bunky z primárnej kultúry prenesú do novej nádoby s čerstvým rastovým médiom. Tento proces zahŕňa odstránenie predchádzajúceho rastového média a disociáciu prilnutých buniek v adherentných primárnych kultúrach. Sekundárne bunkové pestovanie je potrebné pravidelne, aby sa bunkám poskytol rastúci priestor a čerstvé živiny, čím sa predlžuje životnosť buniek a rozširuje sa počet buniek v kultúre..

Sekundárna kultivácia určitého objemu primárnej kultúry do rovnakého objemu čerstvého rastového média umožňuje dlhodobé udržiavanie bunkových línií. Praktikuje sa sekundárna kultivácia do väčšieho objemu čerstvého rastového média na zvýšenie počtu buniek, napríklad v priemyselných procesoch alebo vedeckých pokusoch..

Aký je rozdiel medzi primárnou bunkovou kultúrou a sekundárnou bunkovou kultúrou?

Ako sme teraz porozumeli týmto dvom pojmom osobitne, porovnáme ich s cieľom nájsť ďalšie rozdiely medzi nimi.

Kedy použiť primárnu a / alebo sekundárnu bunkovú kultúru

Závisí to od toho, čo sa chcete naučiť a aký typ experimentu vykonávate.

Primárna bunková kultúra: Toto je postup, ktorý sa má použiť na kultiváciu buniek z príslušného rodičovského tkaniva. Bunky v primárnej kultúre budú mať konečnú životnosť v dôsledku vyčerpania substrátu a živín a hromadenia toxínov s rastom populácie. Primárna kultúra, napriek separačným technikám použitým v procese izolácie, môže obsahovať niekoľko typov buniek. Nemusí to však byť problém vo všetkých typoch experimentov a v takýchto prípadoch sa môže použiť iba primárna kultúra.

Sekundárna bunková kultúra:  Zvyčajne je počet buniek získaných z primárnej kultúry v pokusoch nedostatočný. Sekundárna bunková kultúra dáva príležitosť na rozšírenie bunkovej populácie a tiež na predĺženie životnosti. Umožňuje ďalší výber buniek pomocou selektívneho média a umožňuje genotypovú a fenotypovú uniformitu v populácii. Tento proces sa používa na generovanie replikačných kultúr pre základnú charakterizáciu, konzerváciu a experimentovanie.

Podobnosť s rodičovským tkanivom

Primárna bunková kultúra: Bunky pre primárnu bunkovú kultúru sa získavajú priamo zo živočíšneho alebo rastlinného tkaniva. Bunky v primárnej kultúre sa teda veľmi podobajú svojmu rodičovskému tkanivu, a preto môže byť biologická reakcia bližšie k situácii in vivo ako k sekundárnej bunkovej kultúre..

Sekundárna bunková kultúra: Sekundárna bunková kultúra pochádza z primárnej bunkovej kultúry. Aj keď subkultivácia predlžuje životnosť buniek, je možné, že po niekoľkých fázach sa bunky môžu transformovať alebo stratiť kontrolu nad tým, že sa nerozdelia viackrát. Môže to byť spôsobené mutáciami alebo genetickými zmenami v primárnych bunkách počas subkultivácie. Napríklad niektoré mikroorganizmy majú tendenciu prispôsobovať sa kultivačným podmienkam, ktoré sa väčšinou líšia od prirodzeného prostredia zmenou ich biológie..

Proces kultivácie - získavanie buniek

Primárna bunková kultúra: V primárnych bunkových kultúrach živočíšne alebo rastlinné tkanivo prechádza fázami oplachovania, pitvy a mechanickej alebo enzymatickej dezagregácie. Dezagregované tkanivo bude obsahovať celý rad rôznych typov buniek a to si môže vyžadovať prijatie separačnej techniky, aby sa izolovali požadované bunky..

Sekundárna bunková kultúra: Pokiaľ je v sekundárnej bunkovej kultúre primárna kultúra adherentnou kultúrou, prvým krokom je oddelenie buniek od pripojenia (povrch kultivačnej nádoby) mechanickými alebo enzymatickými prostriedkami. Potom sa bunky musia od seba oddeliť, aby vytvorili jednu bunkovú suspenziu.

Počet buniek v kultúre

Primárna bunková kultúra: Nie je žiaduce mať absolútnu jednobunkovú suspenziu, pretože veľa malých buniek prežíva lepšie v malých zhlukoch.

Sekundárna bunková kultúra: Stačí vytvoriť jednu bunkovú suspenziu.

Životná dĺžka kultúry

Primárna bunková kultúra: Primárne bunkové kultúry majú obmedzenú životnosť. Ako je vysvetlené vyššie, je to tak preto, že rast buniek vyčerpáva substrát a živiny a vedie k hromadeniu toxických metabolitov. V dôsledku toho postupne klesá rýchlosť rastu buniek, čo vedie k smrti buniek.

Sekundárna bunková kultúra: Sekundárna bunková kultúra predlžuje životnosť buniek. Periodická subkultivácia môže produkovať nesmrteľné bunky transformáciou alebo genetickou zmenou primárnych buniek.

Riziko kontaminácie

Primárna bunková kultúra: Starostlivosť o primárne bunkové kultúry je ťažšia. Primárne bunkové kultúry všeobecne potrebujú bohatú zmes aminokyselín, mikroživín, určitých hormónov a rastových faktorov. V dôsledku toho je riziko kontaminácie v primárnych bunkových kultúrach vyššie ako sekundárne bunkové kultúry.

Sekundárna bunková kultúra: Udržiavanie sekundárnych bunkových kultúr je pomerne ľahké a riziko kontaminácie je nižšie ako pri primárnych bunkových kultúrach.

V tomto článku sme sa pokúsili porozumieť výrazom primárna bunková kultúra a sekundárna bunková kultúra nasledovaná porovnaním, aby sme zdôraznili kľúčové rozdiely medzi nimi. Základný rozdiel spočíva v tom, ako sú bunky odvodené z kultúry; bunky pre primárnu bunkovú kultúru sa získavajú priamo z živočíšneho alebo rastlinného tkaniva, zatiaľ čo bunky pre sekundárnu bunkovú kultúru sa získavajú z už zavedenej primárnej kultúry.

Referencie: Základy bunkovej kultúry - Príručka od Invitrogen a Gibco Freshney, R. I. (2006). Základné princípy bunkovej kultúry. Centrum pre onkológiu a aplikovanú farmakológiu.   S láskavým dovolením: „Celulárna kultúra“ od Umberta Salvagnin (CC BY 2.0) cez Flickr