Zellwachstum und -erhaltung

Phasen des Zellwachstums

Die Sicherstellung eines angemessenen Zellwachstums ist entscheidend für die Erfassung genauer Daten aus Zellkulturstudien. Die Zellzahlen können mit einem Hämozytometer oder einem automatischen Zellzähler bestimmt werden, der genauere Zellzahlen liefert.

Das Zellwachstum in der Kultur verläuft im Allgemeinen in vier Phasen:

1. Lag-Phase - Die Zellen passen sich den Kulturbedingungen an und teilen sich nicht.
2. Logarithmische Wachstumsphase - Die Zellen teilen sich aktiv, so dass dies die beste Phase ist, um das Populationswachstum zu bewerten oder Daten zu sammeln. Die späte logarithmische Phase ist der beste Zeitpunkt für die Passage (Subkultur) von Zellen.
3. Plateau (stationäre) Phase - Das Wachstum verlangsamt sich, wenn sich die Zellen der 100%igen Konfluenz nähern, und die Zellen sind am anfälligsten für Stress oder Verletzungen, da sich zelluläre Abfälle ansammeln und die Ressourcen erschöpft sind.
4. Abbauphase - Die Population lebender Zellen nimmt ab, da der Zelltod überwiegt.

Zellkulturmedien, Zusatzstoffe und Reagenzien

Kultivierte Zellen benötigen für ihr Wachstum eine Versorgung mit Nährstoffen. Zellkulturmedien für Säugetiere müssen einen physiologischen pH-Wert aufrechterhalten und außerdem ausgewogene Salze, Kohlenhydrate, Aminosäuren, Vitamine, Fettsäuren und Lipide, Proteine und Peptide, Spurenelemente und Wachstumsfaktoren liefern. Fötales Rinderserum (FBS) ist der am häufigsten verwendete Wachstumszusatz für Säugetierzellkulturen, da es viele dieser essenziellen Zellnährstoffe enthält und nachweislich das Wachstum von Zellen und Geweben in der Kultur fördert. Für Anwendungen, die definierte Medien oder reduzierte tierische Bestandteile erfordern, bieten xenofreie Medienformulierungen tierfreie Formulierungen mit bekannter Zusammensetzung.

Da Medien und Nahrungsergänzungsmittel oft reichhaltige Nährstoffe für das Wachstum opportunistischer Mikroben liefern, erfordert eine erfolgreiche Zellkultur aseptische Technik und regelmäßige Beobachtung, um sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen vorhanden sind, die den Zelltod verursachen oder das in vivo-Wachstum beeinträchtigen können. Bei häufigen mikrobiellen Verunreinigungen, die mikroskopisch nicht beobachtet werden können, schützt ein routinemäßiges Screening mit Reagenzien zum Nachweis von Mykoplasmen die Kulturen und die Umgebung der Gewebevermehrung. cerevisiae und P. pastoris (Pichia), werden in der Forschung häufig für die rekombinante Proteinexpression und die Untersuchung von Genfunktionen verwendet. Wichtige Nährstoffe, die in der Regel in einem Hefekulturmedium enthalten sind, sind Pepton, Hefeextrakt und Dextrose oder Glukose.

Tipps und Tricks zur Zellpassage

Zellkulturumgebungen und Kulturgeräte

Zellkulturen werden mit sterilen Einweg-Kunststoffgeräten gezüchtet und gehandhabt, darunter Gewebekulturflaschen und Multiwell-Platten, serologische Pipetten, sterile Flaschenaufsatzfilter und sterile Spritzenfilter. Gewebekulturflaschen und -platten aus Kunststoff werden in der Regel so behandelt, dass sie eine hydrophile Oberfläche aufweisen, die das Anhaften von Zellen erleichtert. Als Alternative zu 2D-Oberflächen bieten Platten auf der Grundlage mikroporöser Membranen eine physiologischere Wachstumsumgebung für komplexe Zelltests wie Zellmigration, Zell-Zell-Kommunikation und Zellpolarisierung.

Kultivierte Zellen müssen bei einer Temperatur und in einer Gasumgebung gehalten werden, die diese Parameter in dem Organismus, aus dem sie stammen, nachbilden. Kulturgefäße, die Zellen und Medien enthalten, werden in der Regel in Inkubationsgeräten aufbewahrt, die eine genaue Kontrolle der Temperatur und der Gasmischungen ermöglichen. Kleine Tisch-Inkubationssysteme, die Mikrofluidik einsetzen und die Darstellung von Zellen in ununterbrochener Kultur ermöglichen, können jedoch die authentischsten Umgebungen für prädiktive in vitro-Modelle bieten.