Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της πρωτογενούς και της δευτερογενούς κυτταρικής καλλιέργειας

Η κύρια διαφορά μεταξύ πρωτογενούς και δευτερογενούς κυτταροκαλλιέργειας είναι ότι η πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια περιέχει τα κύτταρα που λαμβάνονται απευθείας από τον ιστό ξενιστή, ενώ η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια περιέχει υπο-καλλιεργημένα κύτταρα από πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια. Επιπλέον, τα κύτταρα διαχωρίζονται από τον ιστό ξενιστή είτε μέσω μηχανικής είτε ενζυματικής πέψης. Επιπλέον, τα κύτταρα στην πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια δεν έχουν υποστεί γενετικό μετασχηματισμό, ενώ τα κύτταρα στη δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια έχουν αλλοιώσει τη γενετική σύνθεση.

Συνοπτικά, η πρωτογενής και η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια είναι δύο τύποι κυτταροκαλλιέργειας, οι οποίοι επιτρέπουν την ανάπτυξη κυττάρων in vitro σε ένα μέσο υπό ελεγχόμενες συνθήκες.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται 

1. Τι είναι η Πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Χρήσεις
2. Τι είναι η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Χρήσεις
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της πρωτογενούς και της δευτερογενούς κυτταρικής καλλιέργειας
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της πρωτογενούς και της δευτερογενούς κυτταρικής καλλιέργειας
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι 

Κυτταρική πυκνότητα, κυτταρική γραμμή, ομοιογένεια, διάρκεια ζωής, πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια, δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια

Τι είναι η Πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια 

Η πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια είναι ένας τύπος κυτταροκαλλιέργειας που περιέχει κύτταρα που λαμβάνονται απευθείας από τον ιστό ξενιστή. Γενικά, τα αιμοσφαίρια είναι ένας τύπος κυττάρων που είναι εύκολο να απομονωθεί. Ωστόσο, τα κύτταρα σε στερεούς ιστούς μπορούν να ληφθούν είτε μέσω μηχανικής εκτομής είτε μέσω ενζυματικής αποικοδόμησης της εξωκυτταρικής μήτρας με τη χρήση ενζύμων όπως η θρυψίνη, η κολλαγενάση και η προνάση. Μετά την απομόνωση, αυτά τα κύτταρα μπορούν να αναπτυχθούν σε πλαστικό ή γυάλινο δοχείο σε κατάλληλο μέσο. Είναι σημαντικό ότι τα κύτταρα στην πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια έχουν τον ακριβή καρυότυπο και τη βιολογική απόκριση των κυττάρων στον ξενιστή.

Εικόνα 1:Επιθηλιακά κύτταρα σε μια πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια

Επιπλέον, μπορεί να υπάρχουν δύο τύποι πρωτογενών κυτταροκαλλιεργειών ανάλογα με τον τύπο της κυτταρικής ανάπτυξης. Είναι προσκολλημένες καλλιέργειες και καλλιέργειες αναστολής. Γενικά, οι προσκολλημένες κυτταρικές καλλιέργειες εξαρτώνται από την αγκύρωση και απαιτούν προσκόλληση για την ανάπτυξη, ενώ οι καλλιέργειες εναιωρήματος είναι ανεξάρτητες από την αγκύρωση και αναπτύσσονται στο μέσο. Ωστόσο, οι πρωτογενείς κυτταρικές καλλιέργειες έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής. Συνήθως, τα κύτταρα υφίστανται προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο λόγω αναστολής επαφής, της απαίτησης παραγόντων επιβίωσης. Τυπικά, συσσωρεύουν τοξίνες με την αύξηση του πληθυσμού, ενώ τα κύτταρα απαιτούν αυξητικούς παράγοντες για την επιβίωσή τους, αντίστοιχα. Επομένως, οι πρωτογενείς κυτταρικές καλλιέργειες μπορούν να διατηρηθούν μόνο για μερικές γενιές ή περάσματα σε καλλιέργεια.

Τι είναι η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια 

Η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια ή μια κυτταρική σειρά είναι ο τύπος κυτταροκαλλιέργειας με αόριστη διάρκεια ζωής. Η αόριστη διάρκεια ζωής οφείλεται στην απόκτηση της αθανασίας μέσω μεταλλάξεων ή μετασχηματισμού του ιού. Επιπλέον, λόγω της συνεχούς παροχής παραγόντων επιβίωσης, τα κύτταρα μπορούν να αποκτήσουν απεριόριστη διάρκεια ζωής. Επομένως, περαιτέρω πολλαπλασιασμός κυττάρων διεγείρεται σε δευτερογενείς κυτταρικές καλλιέργειες. Οι δευτερογενείς κυτταροκαλλιέργειες περιέχουν κύτταρα που λαμβάνονται μέσω της υποκαλλιέργειας των πρωτογενών κυτταροκαλλιεργειών. Τυπικά, η υποκαλλιέργεια είναι η μεταφορά κυττάρων σε μια πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια σε ένα νέο δοχείο με ένα φρέσκο ​​μέσο. Ωστόσο, τα κύτταρα ενδέχεται να αποκτήσουν αυθόρμητα μεταλλάξεις όταν περάσουν από διάφορα στάδια υποκαλλιέργειας.

Εικόνα 2:Κύτταρα HeLa – Δευτερεύουσα κυτταρική καλλιέργεια

Εκτός από την αόριστη διάρκεια ζωής, οι δευτερογενείς κυτταροκαλλιέργειες έχουν βέλτιστη κυτταρική πυκνότητα ή μεγαλύτερο αριθμό κυττάρων σε σύγκριση με την πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια. Επίσης, η υποκαλλιέργεια αυξάνει την ομοιογένεια της κυτταρικής καλλιέργειας λόγω της χρήσης ενός πιο ειδικού μέσου. Έτσι, αυτά τα κύτταρα εμφανίζουν γονοτυπική και φαινοτυπική ομοιομορφία στον πληθυσμό.

Similarities Between Primary and Secondary Cell Culture

• Η πρωτογενής και η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια είναι δύο τύποι κυτταροκαλλιεργειών που περιέχουν ζωντανά κύτταρα που αναπτύσσονται σε ένα μέσο in vitro υπό ελεγχόμενες συνθήκες.
• Και τα δύο επιτρέπουν την ανάπτυξη των κυττάρων και του διατήρηση των κανονικών λειτουργιών των κυττάρων σε μεγαλύτερο βαθμό.

Διαφορά μεταξύ Πρωτεύουσας και Δευτερεύουσας κυτταρικής καλλιέργειας 

Ορισμός 

Η πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια αναφέρεται στην ανάπτυξη και διατήρηση του επιλεγμένου κυτταρικού τύπου που αποκόπτεται από έναν φυσιολογικό γονικό ιστό, ενώ η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια αναφέρεται σε μια κυτταρική σειρά ή υποκλώνο που υποκαλλιεργείται από πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια.

Προέλευση των κυττάρων 

Επιπλέον, η πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια περιέχει τα κύτταρα που λαμβάνονται απευθείας από έναν ιστό ξενιστή είτε μέσω μηχανικής είτε ενζυματικής πέψης, ενώ η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια περιέχει υποκαλλιεργημένα κύτταρα από πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια.

Ομοιογένεια 

Ενώ οι πρωτογενείς κυτταροκαλλιέργειες μπορεί να είναι ετερογενείς, οι δευτερογενείς κυτταροκαλλιέργειες είναι ομοιογενείς.

Η ομοιότητα με τον ιστό υποδοχής 

Τα κύτταρα σε πρωτογενείς κυτταρικές καλλιέργειες έχουν την ίδια βιολογική απόκριση με τα κύτταρα στον ιστό ξενιστή, ενώ τα κύτταρα σε δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια προσαρμόζονται στις συνθήκες καλλιέργειας αλλάζοντας τη βιολογία τους.

Γενετική σύνθεση 

Τα κύτταρα στην πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια έχουν παρόμοια γενετική σύνθεση με τα κύτταρα του ιστού ξενιστή, ενώ τα κύτταρα στη δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια έχουν αλλάξει τη γενετική σύνθεση.

Πολλαπλασιασμός κυττάρων 

Επιπλέον, τα κύτταρα στην πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια δεν υφίστανται πολλαπλασιασμό ενώ τα κύτταρα στη δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια υφίστανται πολλαπλασιασμό.

Βέλτιστη πυκνότητα κυττάρων 

Η πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια δεν περιέχει επαρκή ποσότητα κυττάρων, ενώ η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια μπορεί να έχει βέλτιστη κυτταρική πυκνότητα.

Διάρκεια ζωής 

Τα κύτταρα στην πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια έχουν πεπερασμένη διάρκεια ζωής ενώ τα κύτταρα στη δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια έχουν αόριστη διάρκεια ζωής.

Περίβαση 

Ενώ τα κύτταρα στην πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια δεν μπορούν να διατηρηθούν με διέλευση, τα κύτταρα σε δευτερογενή κυτταρική καλλιέργεια μπορούν να διατηρηθούν με διέλευση.

Συντήρηση 

Η πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια απαιτεί ένα πλούσιο μείγμα αμινοξέων, μικροθρεπτικών συστατικών, ορισμένων ορμονών και αυξητικών παραγόντων ενώ οι δευτερογενείς κυτταροκαλλιέργειες είναι εύκολο να διατηρηθούν.

Κίνδυνος μόλυνσης 

Ο κίνδυνος μόλυνσης είναι υψηλός στις πρωτογενείς κυτταροκαλλιέργειες, ενώ ο κίνδυνος μόλυνσης είναι χαμηλός στη δευτερογενή κυτταροκαλλιέργεια.

Σημασία 

Επιπλέον, η πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια χρησιμεύει ως μοντέλο in vivo ενώ η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια ως μοντέλο in vitro.

Εφαρμογές 

Οι πρωτογενείς κυτταρικές καλλιέργειες είναι σημαντικές για την παρασκευή εμβολίων και τη θεραπευτική ανάπτυξη, ενώ οι δευτερογενείς κυτταροκαλλιέργειες είναι σημαντικές για την παραγωγή ορμονών, αντισωμάτων, αντικαρκινικών παραγόντων κ.λπ. 

Συμπέρασμα 

Βασικά, η πρωτογενής κυτταρική καλλιέργεια είναι ένας τύπος αρχικής κυτταροκαλλιέργειας που περιέχει κύτταρα που προέρχονται απευθείας από τον ιστό ξενιστή. Αυτά τα κύτταρα έχουν παρόμοια γενετική σύνθεση καθώς και βιολογική απόκριση του ιστού του ξενιστή. Επομένως, αυτά τα κύτταρα έχουν καθορισμένη διάρκεια ζωής και είναι σημαντικά για την παραγωγή εμβολίων και κυττάρων για μεταμόσχευση. Από την άλλη πλευρά, η δευτερογενής κυτταρική καλλιέργεια περιέχει κύτταρα υποκαλλιεργημένα από την πρωτογενή κυτταρική καλλιέργεια. Κατά τη διάρκεια της υποκαλλιέργειας, αυτά τα κύτταρα υφίστανται μεταλλάξεις, οι οποίες επιτρέπουν την απόκτηση αόριστης διάρκειας ζωής ενώ τα προσαρμόζονται στις συνθήκες καλλιέργειας. Ως εκ τούτου, είναι πιο σταθερά και σημαντικά στην τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA. Ως εκ τούτου, η κύρια διαφορά μεταξύ πρωτογενούς και δευτερογενούς κυτταρικής καλλιέργειας είναι τα χαρακτηριστικά των κυττάρων.

Αναφορές:

1. Khanal, Srijana. «Καλλιέργεια ζωικών κυττάρων:Εισαγωγή, τύποι, μέθοδοι και εφαρμογές». Learn Microbiology Online, 10 Σεπτεμβρίου 2017, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Επιθηλιακά κύτταρα" του John Schmidt (CC BY-SA 3.0) μέσω του Commons Wikimedia     
2. "HeLa κύτταρα χρωματισμένα με Hoechst 33258" Από TenOfAllTrades στην Αγγλική Wikipedia – Ίδιο έργο (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia