Cultura de Células Animais

Atualmente é possível isolar e cultivar células de diferentes tecidos e formas para os mais diversos experimentos laboratoriais. Dadas as condições apropriadas, a maior parte das células vegetais e animais poderão viver, multiplicar-se e até mesmo expressar propriedades diferenciadas em uma placa de cultura de tecidos. 

Cultura de células animais é um processo através do qual células animais são cultivadas sob condições controladas, geralmente 37ºC e atmosfera úmida com 5% CO2. Essa técnica tornou-se um procedimento laboratorial rotineiro na década de 50, de modo que atualmente é possível isolar e cultivar células de diferentes tecidos e formas. As culturas de células que são isoladas diretamente de um organismo são denominadas de culturas de células primárias, as quais são caracterizadas por um período de vida médio limitado. Uma vez que essas células entram em senescência após um certo número de duplicações, muitas pesquisas são desenvolvidas com células imortalizadas, que distinguem-se das primárias pela sua capacidade de se proliferar indefinidamente, o que é geralmente alcançado pela transdução de genes ou vírus que levam a desregulação do ciclo celular. 
Dadas as condições apropriadas, a maior parte das células vegetais e animais poderão viver, multiplicar-se e até mesmo expressar propriedades diferenciadas em uma placa de cultura de tecidos. As células podem ser observadas sob o microscópio ou analisadas bioquimicamente, e os efeitos da adição ou remoção de moléculas específicas, tais como hormônios ou fatores de crescimento podem ser explorados. Além do mais, em uma cultura mista, as interações entre os vários tipos de células podem ser estudadas. Experimentos com células oriundas de cultura são, às vezes, ditos como tendo sido conduzidos in vitro para contrastá-los daqueles experimentos com organismos intactos, os quais são referidos como conduzidos in vivo. Os termos podem ser confusos porque são freqüentemente utilizados com sentidos diferentes por bioquímicos, para quem in vitro é aplicado para reações bioquímicas que ocorrem fora da célula viva, enquanto in vivo é aplicado para qualquer reação que ocorra dentro de uma célula viva.
A cultura de tecidos começou, em 1907, com um experimento designado para resolver uma controvérsia em neurobiologia. A hipótese examinada era conhecida como doutrina do neurônio, que estabelece que cada fibra nervosa é o produto de uma única célula nervosa e não o produto da fusão de muitas células. Para testar esta controvérsia, pequenos pedaços da medula espinhal foram colocados sobre fluidos de tecido coagulado em uma câmara úmida e morna, e observados ao microscópio a intervalos regulares de tempo. Após um ou mais dias, células nervosas individuais puderam ser vistas alongando-se para dentro do coágulo. Assim a doutrina do neurônio foi confirmada, e as bases para a revolução da cultura de células foram assentadas.
Os experimentos originais, em 1907, envolveram a cultura de fragmentos pequenos de tecidos, ou explantes. Atualmente, culturas são mais comumente feitas a partir de suspensão de células dissociadas de tecidos, como já descrito. Ao contrário das bactérias, a maior parte das células de tecidos não estão adaptadas para viverem em suspensão e necessitam de uma superfície sólida para crescerem e dividirem-se, que é agora usualmente a superfície plástica de uma placa de cultura de tecidos. Entretanto, as células variam em seus requerimentos, e algumas não crescerão ou se diferenciarão a menos que a placa seja coberta com componentes específicos da matriz extracelular, tais como colágeno ou laminina.
Culturas preparadas diretamente de tecidos de um organismo, com ou sem um passo inicial de fracionamento das células, são chamadas culturas primárias, como já dissemos. Na maioria dos casos, células em culturas primárias podem ser retiradas da placa de cultura e usadas para formar um número razoável de culturas secundárias; elas podem ser repetidamente subcultivadas desta forma, por semanas ou meses. Tais células apresentam freqüentemente muitas propriedades diferenciadas apropriadas a sua origem: fibroblastos continuam a secretar colágeno; células derivadas de músculo esquelético embrionário fusionam-se para formar fibras musculares gigantes, que contraem espontaneamente na placa de cultura; células nervosas lançam axônios que são eletricamente excitáveis e fazem sinapse com outra célula nervosa; e células epiteliais formam extensivas lâminas com muitas das propriedades de um epitélio intacto. Como tais fenômenos ocorrem em cultura, eles são acessíveis para estudar eventos que não são possíveis de serem estudados em tecidos intactos.
Até o início dos anos 70, cultura de tecidos era alguma coisa entre uma mistura de ciência e bruxaria. Apesar de fluidos de grumos de tecidos terem sido substituídos por placas com meios líquidos contendo quantidades específicas de moléculas pequenas, como sais, glicose, aminoácidos e vitaminas, a maioria dos meios também incluía uma mistura pobremente definida de macromoléculas, na forma de soro de cavalo ou soro fetal de bezerro ou um extrato cru preparado de embriões de pinto. Tais meios, são ainda hoje utilizados para a maioria dos cultivos rotineiros de células, mas eles dificultam o conhecimento de quais macromoléculas específicas são necessárias para cada tipo de célula se desenvolver e funcionar normalmente.
Esta dificuldade levou ao desenvolvimento de vários meios sem soro, meios quimicamente definidos. Além das pequenas moléculas usuais, tais meios definidos contêm uma ou mais proteínas específicas que a maioria das células necessitam para sobreviver e proliferar em cultura. Estas incluem fatores de crescimento, que estimulam a proliferação celular, e transferina, que transporta ferro para dentro das células. Muitas das moléculas sinalizadoras protéicas extracelulares, essenciais para a sobrevivência, desenvolvimento, e proliferação de tipos específicos de células têm sido muito facilitada pela disponibilidade de meios quimicamente definidos, sem soro.
A maioria das células de vertebrados morrem após um número finito de divisões em cultura. Células da pele humana, por exemplo, duram por vários meses em cultura, dividindo-se apenas 50 a 100 vezes antes de morrerem. Tem sido sugerido que este limite de tempo de vida está relacionado com o limite de tempo de vida do animal do qual a célula se derivou. Entretanto, ocasionalmente, algumas células em cultura sofrerão uma mudança genética que as tornem efetivamente imortais. Tais células se proliferarão indefinidamente e poderão ser propagadas como uma linhagem de células.
As linhagens de células podem também ser preparadas a partir de células cancerígenas, mas elas diferem, de várias formas, daquelas preparadas a partir de células normais. Por exemplo, as linhagens de células cancerígenas freqüentemente crescem sem se fixarem a uma superfície, proliferam-se em densidades muito mais altas em placas de cultura. Propriedades semelhantes podem ser experimentalmente induzidas em células normais, transformando-as com um vírus indutor de tumor ou com uma substância química. As linhagens de células transformadas resultantes, de modo recíproco, podem freqüentemente causar tumores se injetadas em um animal suscetível. Tanto as linhagens de células transformadas quanto as de células não-transformadas são extremamente úteis na pesquisa celular, como fonte de grandes quantidades de células de um tipo uniforme, especialmente por poderem ser estocadas em nitrogênio líquido a -196°C, por um período indefinido e continuarem viáveis, quando descongeladas. No entanto, é importante lembrar que as células, em ambos os tipos de linhagens celulares, quase sempre diferem de forma importante, de seus progenitores, nos tecidos das quais elas são originárias.
Apesar de todas as células em uma linhagem celular serem bastante similares, elas freqüentemente não são idênticas. A uniformidade genética de uma linhagem de célula pode ser melhorada pela clonagem celular, em que uma única célula é isolada e se prolifera para formar uma colônia. Um clone é qualquer uma destas coleções de células, as quais são todas descendentes de uma única célula ancestral. Uma das utilidades mais importantes de clonagem celular é o isolamento de linhagens de células mutantes com defeitos em genes específicos. O estudo de células defectivas em uma determinada proteína revela, freqüentemente, um pouco da função desta proteína nas células normais.

Fonte: Biociencia.org

Comentários

  1. Respostas
    1. Oi, Ana Carolina. Nas culturas de tecidos, o CO2 é usado para a manutenção do pH do meio através do sistema de tamponamento bicarbonato/CO2.

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