Biochimica applicata

Mantenimento ed isolamento in vitro di cellule

Mantenimento ed isolamento in vitro di cellule isolate da tessuti o organi.

Origine delle cellule

• Animali
• Vegetali
• Batteriche

Metodi di colture cellulari

Devono essere mantenute le condizioni sterili.

Vantaggi:

• Si possono congelare e recuperare dopo diversi anni
• Sistemi riproducibili
• Consentono l’analisi di meccanismi cellulari e molecolari
• Controllo ambientale
• Sistemi economici e rapidi
• Disponibilità

Svantaggi:

• Sistemi semplificati: non c'è la tridimensionalità e il rapporto di comunicazione tra le cellule
• Natura delle linee cellulari: trasformazione neoplastica con l’instabilità cromosomica
• Esposizione a sostanze diverse da quelle in vivo
• Difficoltà di correlazione tra le dosi in vitro ed in vivo
• Possibile contaminazione con altri tipi cellulari o virus

Tipi di colture

Coltura primaria: cellule o tessuti isolati direttamente dall’organismo e mantenuta per almeno 24 ore.

Linea cellulare: si ottiene dalla coltura primaria dopo la prima sottocoltura (slit → trasferire le cellule che si replicano in una nuova fiasca).

Tipi di colture cellulari in vitro:

• Linee cellulari a vita finita: numero limitato di cicli cellulari in vitro, inibizione da contatto, dipendenza dai fattori di crescita presenti nel siero
• Linee cellulari continue: originano da mutazioni presenti nelle linee primarie oppure direttamente da cellule tumorali, hanno minore inibizione da contatto, hanno minor dipendenza dai fattori di crescita presenti nel siero
• Linee cellulari comuni: linee derivate da una singola cellula

Trasformazione cellulare

Rende immortale una linea cellulare. La trasformazione può avvenire:

• Mediante cancerogenesi
• Esposizione a virus

Si originano cellule immortali, caratterizzate da:

• Perdono la capacità di regolare la crescita cellulare
• Richiedono meno siero di crescita
• Tempo di raddoppiamento più breve

Le contaminazioni possono derivare da:

• Contaminazioni particellari
• Contaminazioni chimiche

Cellule staminali

Sono cellule indifferenziate in grado di replicarsi a lungo senza differenziarsi.

Caratteristiche:

• Autorinnovamento → sono identiche alla madre
• Potenza → possono differenziarsi in qualsiasi cellula

Meccanismi di divisione delle cellule staminali

Divisione asimmetrica → da una cellula madre si generano due cellule figlie con caratteristiche diverse tra di loro: una rimane staminale e l’altra va incontro al differenziamento.

Divisione simmetrica → da una cellula madre si generano due cellule figlie identiche tra di loro. Le cellule derivanti dalla divisione potranno mantenere entrambe caratteristiche di staminalità.

Tipi di cellule staminali

• Cellule staminali totipotenti:
  • Massimo grado di capacità differenziativa
  • Può originare un organismo intero
• Cellule staminali pluripotenti:
  • Cellule che possono differenziarsi in tutti i tipi cellulari, ma non è in grado di originare un organismo intero
• Cellule staminali multipotenti:
  • Cellula che si può differenziare in alcuni tipi cellulari
• Cellule staminali unipotenti:
  • Cellula che si differenzia in un’unica tipologia cellulare
  • Conservano l’autorinnovamento
• Cellule staminali embrionali:
  • Lo zigote rappresenta la totipotenza

Cellule staminali adulte

Sono cellule multipotenti. Sono state individuate due forme di ASC:

• Cellule staminali emopoietiche (HSC)
• Cellule staminali mesenchimali (MSC)

Cellule staminali ematopoietiche (HSC)

Sono caratterizzate dall’esprimere due tipi di glicoproteina: CD34 e CD133. Sono situate in una zona specializzata del midollo osseo, chiamato nicchia ematopoietica, che permette a queste cellule di mantenere la staminalità.

Nicchia di staminalità → è il microambiente che si trova attorno alle cellule staminali, fornisce un supporto e segnali che regolano i processi di autorigenerazione e differenziamento.

Cellule staminali pluripotenti indotti (iPS)

Non esistono in natura, ma sono cellule prodotte in laboratorio.

Dosaggio enzimatico

I dosaggi enzimatici servono per determinare i parametri enzimatici.