جدول المحتويات:
زراعة الأنسجة ، وهي طريقة للبحث البيولوجي يتم فيها نقل أجزاء من الأنسجة من حيوان أو نبات إلى بيئة اصطناعية يمكن أن تستمر في البقاء والعمل فيها. قد يتكون النسيج المستنبت من خلية واحدة ، أو مجموعة من الخلايا ، أو عضو كامل أو جزء منه. قد تتكاثر الخلايا في الثقافة ؛ تغيير الحجم أو الشكل أو الوظيفة ؛ عرض نشاط متخصص (قد تتقلص خلايا العضلات ، على سبيل المثال) ؛ أو تتفاعل مع الخلايا الأخرى.
التطورات التاريخية
تم إجراء محاولة مبكرة لزراعة الأنسجة في عام 1885 من قبل عالم الحيوان الألماني فيلهلم رو ، الذي زرع أنسجة من جنين كتكوت في محلول ملحي دافئ. جاء أول نجاح حقيقي في عام 1907 ، عندما أظهر عالم الحيوان الأمريكي روس جي هاريسون نمو عمليات الخلايا العصبية للضفدع في وسط ليمفاوي متخثر. قام الجراح الفرنسي ألكسيس كاريل ومساعده مونتروز بوروز بتحسين أسلوب هاريسون ، حيث أبلغا عن تقدمهما الأولي في سلسلة من الأوراق المنشورة في 1910-1911. صاغ كاريل وجحور مصطلح زراعة الأنسجة وحدد المفهوم. بعد ذلك ، نجح عدد من المجربين في زراعة الخلايا الحيوانية ، باستخدام وسائل الثقافة مجموعة متنوعة من السوائل البيولوجية ، مثل اللمف ومصل الدم والبلازما ومستخلصات الأنسجة. في الثمانينيات والتسعينيات ، تم تطوير طرق مكنت الباحثين من زراعة الخلايا الجذعية الجنينية الثديية بنجاح في ظل ظروف اصطناعية. وقد مكنت هذه الاختراقات في نهاية المطاف من إنشاء وصيانة خطوط الخلايا الجذعية الجنينية البشرية ، مما أدى إلى تقدم فهم الباحثين لبيولوجيا الإنسان ويسر بشكل كبير التقدم في العلاجات والطب التجديدي.
البيئات الثقافية
يمكن زراعة الخلايا في وسط استزراع من أصل بيولوجي مثل مصل الدم أو مستخلص الأنسجة ، في وسط اصطناعي محدد كيميائياً ، أو في مزيج من الاثنين. يجب أن يحتوي الوسط على نسب مناسبة من العناصر الغذائية اللازمة للخلايا المراد دراستها ويجب أن يكون حمضًا أو قلويًا بشكل مناسب. تزرع الثقافات عادة إما كطبقات مفردة من الخلايا على سطح زجاجي أو بلاستيكي أو كمعلق في وسط سائل أو شبه صلب.
لبدء الاستزراع ، يتم تفريق عينة صغيرة من الأنسجة على أو في الوسط ، ثم يتم احتضان القارورة أو الأنبوب أو الصفيحة التي تحتوي على الثقافة ، عادة عند درجة حرارة قريبة من البيئة الطبيعية للأنسجة. يتم الحفاظ على الظروف المعقمة لمنع التلوث بالكائنات الحية الدقيقة. تبدأ الثقافات في بعض الأحيان من خلايا مفردة ، مما يؤدي إلى إنتاج مجموعات بيولوجية موحدة تسمى المستنسخات. عادةً ما تؤدي الخلايا المفردة إلى ظهور المستعمرات في غضون 10 إلى 14 يومًا من وضعها في ظروف الاستزراع.
الثقافات الأولية وخطوط الخلايا المنشأة
هناك نوعان رئيسيان من الثقافات: الثقافات الأولية (البشرية) وثقافات خطوط الخلايا الثابتة (الخالدة). تتكون الثقافات الأولية من خلايا أو أنسجة أو أعضاء طبيعية يتم استئصالها مباشرة من الأنسجة التي تم جمعها عن طريق خزعة من كائن حي. الثقافات الأولية مفيدة لأنها تقوم بشكل أساسي بنمذجة الوظيفة الطبيعية للخلية أو الأنسجة أو العضو قيد الدراسة. ومع ذلك ، كلما طالت فترة الاحتفاظ بالعينات في المزرعة ، زادت تراكم الطفرات ، مما قد يؤدي إلى تغييرات في بنية الكروموسوم ووظيفة الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الثقافات الأساسية بصفة عامة هي بشر. تخضع الخلايا لعملية الشيخوخة حيث تتكاثر من 50 إلى 100 جيل فقط ، وبعد ذلك ينخفض المعدل بشكل ملحوظ. النقطة التي تتوقف عندها الخلايا في الثقافات الأولية عن النمو ، أو تخضع الشيخوخة التكرارية ، تشير إلى ما يسمى حد Hayflick (الذي سمي باسم مكتشفه ، عالم الأحياء الدقيقة الأمريكي ليونارد هايفليك).
على النقيض من ذلك ، يمكن إدامة خطوط الخلايا المنشأة إلى أجل غير مسمى. تُستمد خطوط الخلايا هذه عمومًا من خزعات الورم من المرضى ، أو قد يتم إنشاؤها من الخلايا الأولية التي خضعت لطفرات مكنتها من التغلب على حد Hayflick ومواصلة التكاثر. على غرار الخلايا في الثقافات الأولية ، تتراكم الخلايا في الخطوط الراسخة طفرات بمرور الوقت يمكن أن تغير شخصيتها. وبالتالي ، لكي يتمكن الباحثون من المختبرات المختلفة من مقارنة نتائج التجارب باستخدام نفس خطوط الخلايا ، يجب عليهم تأكيد هوية الخلايا التي يعملون معها. يتم التحقق من هوية الخلية من خلال عملية تعرف باسم الاستيقان ، حيث تتم مقارنة ملف تعريف DNA للخلايا المستزرعة بالملف الشخصي المعروف أو القياسي لخط الخلية.
