Tipos de líneas celulares

Los biólogos celulares cultivan células en su laboratorio para descubrir los secretos de la actividad celular normal y anormal. Se aíslan y cultivan células de humanos, animales, plantas y microorganismos para desarrollar líneas celulares para estudios de investigación. muchos tipos de estudios de líneas celulares tienen una gran aplicación en el campo de la ciencia médica. por ejemplo, las líneas celulares se utilizan para investigar mutaciones genéticas, tratamientos contra el cáncer, detección de drogas, envejecimiento, metabolismo y vacunas.

los investigadores de laboratorio cultivan grandes poblaciones de células de una o más células progenitoras. un cultivo celular se origina a partir de células de un donante de tejido primario o de una línea celular comprada a través de un biobanco celular. Las células cultivadas proliferan en un medio de crecimiento en condiciones cuidadosamente reguladas. Los cultivos celulares son invaluables para diagnosticar infecciones y anomalías, probar nuevos medicamentos y estudiar enfermedades como el cáncer, según el instituto nacional de cáncer .

los científicos estudian cuidadosamente las células cultivadas de humanos, animales, plantas, bacterias y levaduras. Algunos cultivos celulares poseen la capacidad de dividirse indefinidamente. los cultivos primarios son células aisladas del tejido y se cultivan hasta que las células alcanzan la capacidad máxima (confluencia) para su contenedor. las células luego se transfieren a un recipiente secundario que contiene medio nuevo para estimular la multiplicación celular continua.

Cada replicación celular aumenta las probabilidades de error mitótico y la exposición a la contaminación. El proceso es similar al envejecimiento. la mayoría de las células solo se pueden replicar tantas veces antes de que desaparezcan naturalmente o entren en un período de reposo llamado senescencia. las líneas celulares compuestas de células mortales que no pueden vivir para siempre se conocen como líneas celulares finitas .

Algunas células adquieren espontáneamente la capacidad de multiplicarse indefinidamente . En el laboratorio, la inmortalidad se puede inducir mediante la transformación química de las células o con virus. Las poblaciones de células inmortales se conocen como líneas celulares continuas . la mayoría de las líneas celulares finitas y continuas dependen del anclaje , lo que significa que su existencia depende de sustratos ricos en nutrientes, gases, enzimas, pH correcto y temperatura adecuada.

se debe tener cuidado para proteger las líneas celulares finitas y continuas de la infección y la inestabilidad de los genes que puede ocurrir con las transferencias múltiples. El problema puede ser rectificado por almacenamiento criogénico. las celdas de congelación con nitrógeno líquido requieren un monitoreo constante de la temperatura y una refrigeración de respaldo en caso de cortes de energía o roturas del equipo.

las células subcultivadas tomadas de un cultivo primario comienzan una línea celular. a menos que se altere de otro modo, las células normales de un cultivo primario tienen una vida útil programada, lo que significa que son finitas. Las células más fuertes y de más rápido crecimiento predominan y dan lugar a uniformidad en la población. Cada transferencia se llama un pasaje .

las líneas de células madre son altamente veneradas por los investigadores porque una célula madre tiene el poder de replicarse o diferenciarse en muchos tipos de células especializadas, como neuronas u osteocitos . Las células madre reparan los tejidos dañados y regeneran las extremidades faltantes en algunas especies. los estudios con células madre podrían conducir a avances en el tratamiento de enfermedades comunes como la enfermedad coronaria y la diabetes. Sin embargo, todavía hay mucho que aprender en el campo de la medicina regenerativa, según los institutos nacionales de salud .

Las cepas celulares son subpoblaciones de una línea celular. las cepas celulares se derivan de células que se eliminaron de la línea celular y se alteraron genéticamente mediante la clonación o transmisión de un virus, por ejemplo. Una tensión celular también puede resultar de la contaminación durante el proceso de transferencia.

Las células hela son la línea celular más antigua de los Estados Unidos, según el sitio web de John Hopkins Medicine . Las células hela llevan el nombre de henrietta falta, una madre de cinco hijos que murió en 1951 a la edad de 31 años de una forma agresiva de cáncer cervical. los médicos del hospital John Hopkins se sorprendieron por la rapidez con que creció el tumor de henrietta en el laboratorio.

las células hela tumorales de crecimiento salvaje las hacen adecuadas para probar los efectos de los fármacos experimentales en las células cancerosas antes de los ensayos clínicos en humanos. Los estudios celulares de hela han llevado a muchos descubrimientos innovadores. Sorprendentemente, esta línea celular todavía se usa en los laboratorios de investigación de todo el mundo.

líneas celulares animales incluyen células tomadas de cientos de especies animales. el estudio de las líneas celulares animales y su origen y características evoca una comprensión más profunda de la biología del desarrollo, la expresión génica y la evolución. Los hallazgos también tienen importancia para la fisiología humana. la investigación de cultivos de líneas celulares de animales reduce la dependencia de los animales de laboratorio. Ejemplos incluyen:

• Líneas celulares de rana.
  
• Líneas celulares de hámster.
  
• Lineas celulares del ratón.
  
• líneas celulares de rata.
  
• Líneas celulares de perro.
  

las líneas celulares humanas cultivadas deben obtenerse de un banco de células acreditado que siga protocolos estrictos para la identificación y el almacenamiento. La identificación errónea de la línea celular limita la validez de los hallazgos y la generalización de los resultados de un investigador. muchos tipos de células humanas se catalogan en bancos de células para estudios de investigación y pruebas de drogas:

• jcam1.6 linfocitos humanos.
  
• Células humanas de vejiga j82.
  
• Células de la piel humana kmst-6.
  
• Hela229 células cervicales humanas.
  

Las líneas celulares de cáncer con tumores y mutaciones genéticas ofrecen una visión importante de cómo ocurren y progresan los cambios en los genes. aprender más sobre la génesis de los tumores puede sugerir tratamientos mejorados con medicamentos y cambios recomendados en el estilo de vida. por ejemplo, se observan mutaciones en el gen ras. Cánceres de colon, páncreas, vejiga y ovarios que no responden bien a los fármacos inhibidores de la enfermedad, por ejemplo. cultivar líneas celulares con la mutación del gen ras proporcionaría un modelo para probar tratamientos farmacológicos alternativos.

las líneas celulares isogénicas se diseñan en el laboratorio mediante la inserción de un gen en una muestra de células aisladas de una línea celular. Las células modificadas se comparan con las células derivadas directamente de la célula madre, que actúa como grupo de control. por ejemplo, las herramientas de edición de genes de repetición palindrómica corta (crispr) agrupadas en intervalos regulares interpoladas pueden crear líneas celulares isogénicas de oncogenes para usar en la prueba de nuevos fármacos contra el cáncer. los estudios que utilizan líneas celulares isogénicas también ofrecen información sobre cómo el genotipo influye en el fenotipo.

Se debe considerar cuidadosamente la selección del tipo de línea celular más apropiado para un estudio planificado. El propósito del experimento debe ser un factor determinante en la selección del tipo de célula. por ejemplo, las células del hígado son una buena opción cuando se estudia la toxicidad. Las líneas celulares continuas son más fáciles de mantener a largo plazo.

las células que crecen en un matraz o plato de cultivo se diseminan a través del medio nutriente de su recipiente, cubriendo finalmente la superficie, lo que se llama confluencia los biólogos celulares a menudo notan el nivel de confluencia que se observó al informar sus hallazgos. por ejemplo, el 80 por ciento de confluencia indica que alrededor del 80 por ciento de la superficie está cubierta por células.

Por lo general, las células se transfieren antes de alcanzar el 100% de confluencia para que sigan creciendo activamente. sin embargo, las células inmortalizadas pueden seguir dividiendo y formando capas. La tasa de crecimiento de las líneas celulares varía según el tipo.

La contaminación de líneas celulares cultivadas es un problema grave en la investigación médica. un artículo publicado en 2015 en la ciencia citó al genetista christopher korch diciendo: "... decenas de miles de publicaciones, millones de citas de revistas y potencialmente cientos de millones de dólares de investigación" están relacionados con estudios que utilizan líneas celulares identificadas erróneamente. se están realizando esfuerzos para exponer líneas celulares de uso común que contienen otros tipos de células.

Los ejemplos de errores graves incluyen confundir las células de cerdos o ratas con células humanas y no revelar la confusión cuando se informan los hallazgos del estudio. También se cree que muchas líneas celulares humanas están contaminadas con células hela de rápido crecimiento, que superan a otras células en división si se produce un contacto inadvertidamente. Grupos como el comité internacional de autenticación de líneas celulares están trabajando para corregir la situación al exigir la verificación de la identidad de la muestra al iniciar un estudio.