Скачать презентацию Клеточная и тканевая инженерия o Клеточная инженерия основана Скачать презентацию Клеточная и тканевая инженерия o Клеточная инженерия основана

Лекция 10 клеточная инженерия.ppt

  • Количество слайдов: 55

Клеточная и тканевая инженерия o Клеточная инженерия основана на использовании принципиально нового биообъекта – Клеточная и тканевая инженерия o Клеточная инженерия основана на использовании принципиально нового биообъекта – изолированной культуры клеток или тканей. o Клеточная инженерия позволяет выделять и культивировать ткани и клетки высших многоклеточных организмов (животных, человека и растений). o Культивирование тканей и клеток происходит вне организма – in vitro

Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o Идея о возможности культивирования клеток вне Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o Идея о возможности культивирования клеток вне организма впервые была высказана в конце прошлого столетия, но первые культуры клеток животных были получены в начале нашего века o Культивирование растительных клеток на искусственных питательных средах долгое время не удавалось. Лишь в 30 -е годы были достигнуты первые успехи в этой области, которые и обеспечили бурный расцвет данного направления.

Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 1 этап (1892 -1902 гг. ) Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 1 этап (1892 -1902 гг. ) первые попытки стимуляции роста растительных тканей и органов на фильтровальной бумаге, пропитанной сахарозой (Х. Фехтинг и К. Рехингер, Германия)

Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 2 этап. (1902 – 1922 гг. Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 2 этап. (1902 – 1922 гг. ) создание первых питательных сред для культивирования тканей животных с использованием плазмы крови и зародышевой жидкости. o Первые успешные опыты по культуре ткани осуществил в 1907 Р. Гаррисон (США), поместив в каплю лимфы кусочек зачатка нервной системы зародыша лягушки. Клетки зачатка оставались живыми несколько недель, из них вырастали нервные волокна.

Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 3 этап (1922 -1932 гг. ) Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 3 этап (1922 -1932 гг. ) начало культивирования изолированных тканей корней растений. В Роббинс (США) и В. Котте (Германия) показали возможность выращивания меристем кончиков корней томатов и кукурузы на синтетической питательной среде. Однако, через определенное время растительные ткани бурели и погибали.

Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 4 этап (1932 -1940 гг. ) Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 4 этап (1932 -1940 гг. ) подлинное развитие метода культуры растительных тканей. Р. Готре, Франция и Ф. Уайт (США) показали, что при периодической пересадке на свежую питательную среду кончики корней могут расти неограниченно долго. Были разработаны методы культивирования новых объектов - тканей древесных растений. Работы по культивированию тканей быстро развиваются, было успешно введено в культуру много новых объектов.

Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 5 этап (1940 -1960 гг. ) Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 5 этап (1940 -1960 гг. ) появление методов гормональной регуляции деления клеток растительной ткани. В 1959 г. был предложен метод выращивания большой массы клеточных суспензий. o Существенный сдвиг также произошёл в связи с установлением возможности культивирования клеточной взвеси, получаемой из любой ткани под воздействием протеолитического фермента трипсина, растворяющего межклеточное вещество. o Для клеточных культур начали использовать синтетическую жидкую питательную среду, содержащую физиологический раствор, 12 аминокислот, витамины, глюкозу и, как правило, сыворотку крови (2— 10%). o Обязательным стало добавление к этой среде антибиотиков — пенициллина и стрептомицина.

Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 6 этап (1960 -1975 гг. ). Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 6 этап (1960 -1975 гг. ). Получение и культивирование и искусственное слияние протопластов (Коккинг и Пауэр, 1970 г. ). Разработка метода микроклонального размножения растений in vitrо (Ж. Морель). Получение оздоровленного материала орхидей и картофеля.

Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 7 этап (1975 г. – настоящее Культура клеток и тканей. Краткая история предмета o 7 этап (1975 г. – настоящее время) o С помощью метода генетической инженерии разработан эффективный метод переноса генов двудольных растений.

Основные направления исследований клеточной биотехнологии растений. o Использование изолированных клеток в селекции растений in Основные направления исследований клеточной биотехнологии растений. o Использование изолированных клеток в селекции растений in vitro o Использование культуры изолированных тканей для размножения и оздоровления посадочного материала o Использование способности изолированных растительных клеток продуцировать ценные для медицины, парфюмерии и косметики вторичные метаболиты (алкалоиды, стероиды, гликозиды, гормоны, эфирные масла и др. )

В зависимости от степени приспособления к условиям существования вне организма клеточные культуры делят на В зависимости от степени приспособления к условиям существования вне организма клеточные культуры делят на 3 категории: o Первичные культуры, которые могут быть получены практически из любого органа, однако даже при систематической смене питательной среды (пассажей) сохраняются лишь 20— 30 дней, а затем гибнут; o Штаммы, получаемые в особых условиях из эмбриональных тканей человека и животных; их характерная черта — стабильность биологических свойств, в частности постоянство диплоидного набора хромосом; клетки сохраняются без изменения в течение 10— 12 мес. (до 50 пассажей); o Стабильные линии, полностью адаптированные к существованию вне организма; их получают из нормальных и раковых тканей и размножают неограниченно долгое время.

Техника введения и культивирования изолированных клеток и тканей Стерильность o Необходимым условием работы с Техника введения и культивирования изолированных клеток и тканей Стерильность o Необходимым условием работы с культурой изолированных тканей является соблюдение строгой стерильности. o Богатая питательная среда – прекрасный субстрат для развития микроорганизмов o Изолированные фрагменты (экспланты) легко поражаются микроорганизмами. o Необходимо тщательно стерилизовать как эксплант, так и питательную среду. o Все манипуляции с изолированными тканями проводят стерильными инструментами в стерильных помещениях (ламинар-боксе)

Техника введения и культивирования изолированных клеток и тканей Питательные среды o Питательные среды для Техника введения и культивирования изолированных клеток и тканей Питательные среды o Питательные среды для культивирования изолированных клеток и тканей должны включать в себя все необходимые макро- и микро- элементы o Макроэлементы: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо) o Микроэлементы (бор, марганец, цинк, медь, молибден) o Витамины o Углеводы (сахароза или глюкоза) o Гормоны или их синтетические аналоги (индукторы клеточных делений) o Гидролизат казеина o Аминокислоты

Техника введения и культивирования изолированных клеток и тканей Ламинар-боксы o Стерильность обеспечивается с помощью Техника введения и культивирования изолированных клеток и тканей Ламинар-боксы o Стерильность обеспечивается с помощью бактериальных воздушных фильтров o За 10 -20 минут до начала работы ламинар-бокс облучают ультрафиолетовыми лампами. o Внутреннюю поверхность ламинара и все оборудование протирают 70% этанолом

Техника введения и культивирования изолированных клеток и тканей o o Условия культивирования Освещение. Большинство Техника введения и культивирования изолированных клеток и тканей o o Условия культивирования Освещение. Большинство калусных тканей получают в темноте или при рассеянном свете. Морфогенез ткани проводят на свету в климатической камере с учетом фотопериодизма. Оптимальная влажность 60 -70% Оптимальная температура 22 -25 град.

Каллусная ткань o КАЛЛУС, каллюс (от лат. callus — мозоль), растительная ткань, образующаяся на Каллусная ткань o КАЛЛУС, каллюс (от лат. callus — мозоль), растительная ткань, образующаяся на поверхности ран в результате деления пограничных к ране. Каллусная ткань способствует зарастанию ран, срастанию прививок и т. д. o В биотехнологии каллусная ткань образуется в стерильной культуре на эксплантах o Каллус - неорганизованные или недифференцированные клетки, способные дать начало целому растению.

Каллусная ткань o Каллусная ткань выполняет в растениях следующие функции: o Защитные (изолирование мест Каллусная ткань o Каллусная ткань выполняет в растениях следующие функции: o Защитные (изолирование мест повреждений, заживление ран) o Запасание питательных веществ и синтез вторичных метаболитов (защита от заражений микроорганизмами) o Способность к регенерации утраченных органов (корни, побеги).

Типы культивируемых растительных клеток o Основным типом культивируемых растительных клеток является каллусная ткань. o Типы культивируемых растительных клеток o Основным типом культивируемых растительных клеток является каллусная ткань. o Реже культивируют клетки опухолевых тканей растений. o Культуры опухолевых клеток внешне и по морфологии мало отличаются от культур каллусных клеток. Главным отличием опухолевых клеток является их гормональная независимость, это обеспечивает им рост на питательных средах без добавок фитогормонов или их аналогов. o Опухолевые клетки лишены способности давать начало организованным структурам, таким, как корни или побеги в процессе органогенеза. o Каллусные клетки в культуре могут спонтанно приобретать гормононезависимость, природа которой может быть следствием мутации или результатом экспрессии генов, определяющих независимость клетки от гормонов.

Способы получения каллусной ткани o Каллусную ткань in vitro можно получить практически из любой Способы получения каллусной ткани o Каллусную ткань in vitro можно получить практически из любой ткани растения – стебля, корня, листа, лепестков, тычинок и др. o Каллусная ткань аморфна и не имеет конкретной анатомической структуры. o Обязательным условием дедифференцировки растительной клетки и превращения ее в каллусную является присутствие в питательной среде двух групп фитогормонов: ауксинов и цитокининов. o Ауксины вызывают процесс дедифференцировки клетки. o Цитокинины вызывают деление (пролиферацию) дедифференцированных клеток.

Способы получения каллусной ткани o Если в питательную среду без этих фитогормонов поместить любой Способы получения каллусной ткани o Если в питательную среду без этих фитогормонов поместить любой растительный эксплант (кусочек стебля, листа, корня), состоящий из специализированных (дифференцировавнных) клеток, то деление клеток не произойдет и каллусная ткань не образуется. o Дифференцированные клетки не способны к делению. o Для приобретения дифференцированными клетками способности к делению необходима их дедифференцировка и превращение специализированной клетки в каллусную.

Способы культивирования каллусной ткани o Переход клетки in vitro из дифференцированного состояния к дедифференцировке Способы культивирования каллусной ткани o Переход клетки in vitro из дифференцированного состояния к дедифференцировке и активным клеточным делениям обусловлен изменением активности генов (эпигеномная изменчивость). o Изменение активности генов приводит к изменению белкового состава клеток, в каллусе появляются специфические белки и исчезают белки характерные для фотосинтезирующих клеток листа.

Способы культивирования каллусной ткани in vitro o Каллусная клетка имеет свой цикл развития и Способы культивирования каллусной ткани in vitro o Каллусная клетка имеет свой цикл развития и повторяет развитие любой другой клетки (деление, растяжение и дифференцировка), затем наступает старение и отмирание клетки. o Чтобы не произошло старения, утраты способности к делению и отмирания каллусных клеток, первичный каллус, возникающий на эксплантах, через 4 -6 недель переносят на свежую питательную среду (пассируют). При регулярном пассировании способность к делению можно поддерживать очень долго (десятки лет)

Морфогенез в каллусных тканях. Развитие многоклеточных организмов. o o 1. 2. 3. Вторичная дифференцировка. Морфогенез в каллусных тканях. Развитие многоклеточных организмов. o o 1. 2. 3. Вторичная дифференцировка. В культуре каллусной ткани возникают организованные структуры из неорганизованной массы клеток. Виды вторичной дифференцировки: Образование в каллусной ткани отдельных дифференцированных клеток Образование в каллусе различных тканей Образование в каллусе органов и зародышей, т. е. органогенез (развитие целого растения). Морфогенез можно получить только при условии подбора оптимальной питательной среды, физических факторов, баланса фитогормонов и присутствия сигнальных белков в клетках.

Растения из культуры тканей Культура тканей банана Растения из культуры тканей Культура тканей банана

ПЕРЕРЫВ ПЕРЕРЫВ

Культура клеточных суспензий o Дедифференцированные клетки можно культивировать не только на твердых, но и Культура клеточных суспензий o Дедифференцированные клетки можно культивировать не только на твердых, но и на жидких питательных средах (суспензионные культуры) o Суспензию клеток получают из каллусной ткани, предварительно полученной на твердой агаризованной питательной среде. o Суспензию клеток помещают в жидкую питательную среду и постоянно перемешивают o Клеточные суспензии в биотехнологии используют для получения вторичных метаболитов.

Клеточная биотехнология и получение вторичных метаболитов Каллусная ткань – источник веществ вторичного метаболизма o Клеточная биотехнология и получение вторичных метаболитов Каллусная ткань – источник веществ вторичного метаболизма o Существующие методы культивирования изолированных клеток в условиях in vitro позволяют использовать их для синтеза вторичных метаболитов. o Каллусные клетки могут синтезировать вторичные метаболиты по качественному и количественному составу схожие с интактным растением. o Вещества вторичного биосинтеза получают как правило из суспензионной культуры в биореакторах или ферментерах

Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Диосгенин из клеток диоскореи o Диосгенин - растительный Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Диосгенин из клеток диоскореи o Диосгенин - растительный сапонин, имеющий структуру схожую со стероидами o В организме диосгенин используется для синтеза прогестерона, и входит в состав оральных контрацептивов для женщин. Диосгенин крайне нежелательно принимать мужчинам. o Диосгенин составной компонент анаболического комплекса Viraloid

Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Аймалин – алкалоид индольного типа из клеток раувольфии Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Аймалин – алкалоид индольного типа из клеток раувольфии змеиной o Аймалин относится к антиаритмическим препаратам I группы и способен купировать приступы мерцательной аритмии и пароксизмальной тахикардии.

Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Тонизирующие вещества из клеток женьшеня стимулирует ЦНС, уменьшая Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Тонизирующие вещества из клеток женьшеня стимулирует ЦНС, уменьшая общую слабость, повышенную утомляемость, сонливость, повышает АД, умственную и физическую работоспособность; стимулирует половую функцию. Снижает содержание холестерина и глюкозы в крови, активирует деятельность надпочечников и стимулирует аппетит. o Фармакологическая активность обусловлена содержанием сапониновых гликозидов (панаксозиды А и В, панаквилон, панаксин), эфирных и жирных масел, стеролов, пептидов, витаминов и минералов.

Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Стевия препарат стевиозид Стевиозид зарегистрирован в качестве пищевой Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Стевия препарат стевиозид Стевиозид зарегистрирован в качестве пищевой добавки E 960 как подсластитель. Медицинские исследования показали хорошие результаты использования экстракта стевии для лечения ожирения и гипертонии

Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Тис ягодный – таксол противораковый препарат Клеточные биотехнологии и медицинские препараты o Тис ягодный – таксол противораковый препарат

Протопласты Получения изолированных протопластов растительных клеток o ПРОТОПЛА СТ - все содержимое клетки, за Протопласты Получения изолированных протопластов растительных клеток o ПРОТОПЛА СТ - все содержимое клетки, за исключением клеточной оболочки. o Протопласт сохраняет все свойства, присущие растительной клетке. o Растительные протопласты – это ограниченные мембраной цитоплазматические образования, обладающие внутриклеточными органеллами и характеризующиеся структурной целостностью и способностью осуществлять активный метаболизм, а также реакции биосинтеза и трансформации энергии.

Методы получения протопластов (удаление клеточных стенок) o Механический. Впервые протопласты растительных клеток были получены Методы получения протопластов (удаление клеточных стенок) o Механический. Впервые протопласты растительных клеток были получены при изучении плазмолиза (в 1892 г. ) в клетках водного растения – телореза. Способ получения был весьма примитивным. Тонкая полоска ткани растения выдерживалась сначала в 0, 1 М растворе сахарозы до тех пор, пока протопласт не "сожмется" и не отойдет от клеточных стенок, затем бритвой делался разрез полоски и протопласты высвобождались в среду. o Ферментативный. Клеточная стенка удаляется с помощью ферментов. Таким методом уже в 1919 г. были получены протопласты клеток грибов в результате обработки их клеточных стенок желудочным соком улитки. В микробиологических экспериментах протопласты получают путем разрушения клеточных стенок бактерий ферментом лизоцимом.

Культивирование протопластов o Для культивирования протопластов используются два методических приема: 1. 2. Инкубирование в Культивирование протопластов o Для культивирования протопластов используются два методических приема: 1. 2. Инкубирование в каплях жидкой среды. В этом случае суспензию протопластов в виде капель помещают на пластиковые чашки Петри. Помещение в агаровый слой. В этом случае суспензию протопластов наливают в пластиковые чашки Петри, добавляют равный объем той же среды с 1% агаром при температуре не выше 45 о. С. После остывания чашки Петри переворачивают и культивируют при 28 о. С. В данном случае протопласты фиксированы в одном положении и физически отделены друг от друга.

Биотехнология протопластов Слияние протопластов (гибридизация) o Полученные из обычных клеток протопласты, ещё не образовавшие Биотехнология протопластов Слияние протопластов (гибридизация) o Полученные из обычных клеток протопласты, ещё не образовавшие клеточной стенки, могут сливаться между собой. o Слияние протопластов - это своеобразный метод соматической гибридизации. o В отличие от обычной, где сливаются половые клетки, в качестве родительских при соматической гибридизации используются диплоидные клетки растений.

Гибридомы o Гибридома — это линия клеток, полученнаая в результате слияния нормальных клеток с Гибридомы o Гибридома — это линия клеток, полученнаая в результате слияния нормальных клеток с «бессмертными» раковыми клетками. o Гибридомы используется для получения моноклональных антител

Гибридизация животных клеток o Гибриды соматических клеток были открыты лишь в 60 -х годах Гибридизация животных клеток o Гибриды соматических клеток были открыты лишь в 60 -х годах прошлого века o При изучении межвидовых гибридных клеток, способных к пролиферации были сделаны два очень важных наблюдения: 1. - в гибридах могут проявиться оба генома; 2. - в долгоживущих межвидовых гибридах элиминируются хромосомы только одного вида.

Гибридизация животных клеток. Механизм слияния клеток o Для индукции слияния клеток используются вещества различной Гибридизация животных клеток. Механизм слияния клеток o Для индукции слияния клеток используются вещества различной природы. Ионы Са 2+, полиэтиленгликоль, лизолецитин, моноолеат глицерина, вирус Сендай. o Первый этап слияния - сближение мембран соседних клеток и установление между ними тесного контакта. o На втором этапе гликопротеиды, расположенные на поверхности, начинают высвобождаться и притягиваются к местам прикрепления вирусных частиц. o Третий этап - мицелизация обнажившихся липидов двух противолежащих мембран. o Четвертый этап - слияние мембран.

Техника гибридизации может позволить следующее: o Скрещивание генетически отдаленных видов растений (организмов). o Получение Техника гибридизации может позволить следующее: o Скрещивание генетически отдаленных видов растений (организмов). o Получение асимметричных гибридов, несущих генный набор одного из родителей наряду с несколькими хромосомами, органеллами или цитоплазмой другого. o Слияние трёх и более клеток. o Получение гибридов, представляющих сумму генотипов родителей.

Виды соматических гибридов o Впервые зрелый межвидовой гибрид был получен в результате гибридизации протопластов Виды соматических гибридов o Впервые зрелый межвидовой гибрид был получен в результате гибридизации протопластов двух сортов табака в 1972 г. o Каллус этого гибрида мог расти на безгормональной среде. Гибридное растение цвело. o С тех пор были получены многие жизнеспособные внутривидовые, межвидовые, межродовые гибриды.

Соматические гибриды o Осуществлено слияние протопластов культурного картофеля сорта с протопластами дикого картофеля. Известно, Соматические гибриды o Осуществлено слияние протопластов культурного картофеля сорта с протопластами дикого картофеля. Известно, что у дикого картофеля клубни очень мелкие. Вместе с тем, растение устойчиво ко многим заболеваниям. Культурный картофель сорта образует крупные клубни, но растения этого сорта восприимчивы к болезням. o Соматические гибриды по форме листьев и кустов, размеру клубней занимали промежуточное положение между культурными и дикими растениями. Вместе с тем гибрид, полученный в результате соматической гибридизации, оказался устойчивым к вирусам.

Создание межродовых гибридов o картофель + томат (Г. Мельхерс, 1978 г. ) o Ячмень Создание межродовых гибридов o картофель + томат (Г. Мельхерс, 1978 г. ) o Ячмень + рис (Х. Кисака с соавт. , 1997) o Арабидопсис + турнепс (Ю. Глеба) o Красавка + табак o Морковь + сныть o Соя + табак (К. Као и В. Веттером в 1976 -77 гг)

Получение межцарственных гибридов o o Изучение клеток Получение межцарственных гибридов o o Изучение клеток "животное + растение" показало, что на этапе слияния видоспецифичность не проявляется, поэтому можно слить даже животную и растительную клетки. На более поздних этапах онтогенеза эти различия сказываются, что было установлено в экспериментах по слиянию протопластов арабидопсиса и табака с лимфоцитами человека. При этом происходило слияние цитоплазмы, а ядра не сливались. Эдвард Коккинг параллельно проводил изучение ультраструктуры таких гибридов, работая с клетками амфибий и протопластами моркови. После объединения клеток ядра амфибии были окружены тонким слоем собственной цитоплазмы, но уже через 48 часов отмечалось полное смешивание цитоплазмы и регенерация клеточной стенки.

Культуры животных клеток и тканей o Чтобы показать способность клеток животных расти и делиться Культуры животных клеток и тканей o Чтобы показать способность клеток животных расти и делиться в культуре, потребовалось разработать ряд подходов и методик: 1. Методики получения чистых клеток, свободных от экзогенных прокариотов и грибов. 2. Разработка питательных сред, в которых рост изолированных клеток не подавляется. 3. Контроль за развитием клеток. 4. Методики непрерывного культивирования культур клеток животных in vitro и поддержания их свободными от других биологических агентов.

История развития культуры животных клеток и тканей o Впервые клоны клеток в культуре из История развития культуры животных клеток и тканей o Впервые клоны клеток в культуре из одиночной клетки были получены Эрлом с сотрудниками в 1948 году. o В 1961 г. Хейфлик и Мурхед выделили линию диплоидных клеток человека (НДС) WI-38 o Первые суспензионные культуры клеток животных, как правило, основывались на клетках злокачественных тканей. Это — клетки He. La, выделенные 8 февраля 1951 года из раковой опухоли шейки матки пациентки по имени Henrietta Lacks. Эта линия используется и в настоящее время во многих лабораториях мира.

Культивирование клеток животных и человека o Список типов клеток, которые введены в культуру, достаточно Культивирование клеток животных и человека o Список типов клеток, которые введены в культуру, достаточно велик. o Это элементы соединительной ткани человека (фибробласты), скелетные ткани (кость и хрящи), скелетные, сердечные и гладкие мышцы, эпителиальные ткани (печень, легкие, почки и др. ), клетки нервной системы, эндокринные клетки (надпочечники, гипофиз), меланоциты и различные опухолевые клетки.

Культивирование клеток животных и человека o Какую ткань лучше брать для введения в культуру, Культивирование клеток животных и человека o Какую ткань лучше брать для введения в культуру, взрослую или эмбриональную, нормальную или опухолевую? o Культуры, полученные из эмбриональных тканей, характеризуются лучшей выживаемостью и более активным ростом по сравнению с соответствующими зрелыми тканями. Причиной этого служит низкий уровень специализации клеток в в эмбрионах.

Культивирование клеток o Клетки одного и того же типа в ткани взаимодействуют друг с Культивирование клеток o Клетки одного и того же типа в ткани взаимодействуют друг с другом и согласовывают скорость деления, чтобы поддерживать надлежащую плотность популяции. o Выступы цитоплазмы при контакте с соседней мембраной ингибируют движение. Клетки в этом случае направляют свое развитие в другом направлении (феномен контактного ингибирования). o Когда культура станет монослойной, активность ложноножек и движение клеток прекращается.

Питательные среды и условия культивирования o Культуры клеток животных и человека предъявляют определенные требования Питательные среды и условия культивирования o Культуры клеток животных и человека предъявляют определенные требования к жидкой (питательная среда), газообразной (концентрация газов) и твердой (поверхность субстрата) фазе. o Питательная среда представляет собой раствор определенного состава, к которому добавляются компоненты невыясненного биологического происхождения (добавки плазмы, сыворотки крови, тканевые экстракты и т. д. ). o Основу питательных сред составляют солевые растворы. Минеральные компоненты в этих растворах подобраны так, что раствор выполняет буферные функции, поддерживая постоянный кислотно-щелочной баланс среды в процессе культивирования. Постоянство р. Н среды является одним из главных требований условий культивирования.

Системы культивирования клеток o Непроточные культуры - тип культур, в котором клетки вводят в Системы культивирования клеток o Непроточные культуры - тип культур, в котором клетки вводят в фиксированный объем среды. По мере роста клеток происходит использование питательных веществ и накопление метаболитов, поэтому среда должна периодически меняться, что приводит к изменению клеточного метаболизма, называемого еще и физиологической дифференцировкой. Со временем, в результате истощения среды происходит прекращение пролиферации клеток. o Проточные культуры обеспечивают истинные гомеостатические условия без изменения концентрации питательных веществ и метаболитов, а также числа клеток. Гомеостаз обусловлен постоянным вхождением среды в культуру и одновременным удалением равного объема среды с клетками. Такие системы пригодны для суспензионных культур и монослойных культур на микроносителях.

Системы культивирования клеток 1. 2. 3. Культивирование в плоских флаконах (матрацах). Культивирование во вращающихся Системы культивирования клеток 1. 2. 3. Культивирование в плоских флаконах (матрацах). Культивирование во вращающихся бутылях. Культивирование в колонках на микроносителях, в качестве которых выступают плотно упакованные, не смещающиеся стеклянные бусы диаметром 35 мм или стопка пластин, а питательная среда омывает их, протекая сверху вниз.

Использование культуры клеток человека o Практически любые клетки человека могут быть введены в культуру Использование культуры клеток человека o Практически любые клетки человека могут быть введены в культуру и служить средством и объектом во многих медико-биологических исследованиях. o Благодаря культивированию клеток возможности исследования и диагностики расширяются почти беспредельно. o Клеточные линии применяют для тестирования и изучения механизма действия различных веществ, которые могут быть использованы в качестве лекарственных препаратов, детергентов, косметических средств, инсектицидов, консервантов

Использование культуры клеток человека o Наибольшее распространение получили культуры фибробластов (клетки соединительной ткани). o Использование культуры клеток человека o Наибольшее распространение получили культуры фибробластов (клетки соединительной ткани). o Гринбергом в 1978 году была показана возможность экстраполяции данных, полученных на культивируемых фибробластах, на условия in vivo. 1. Фибробласты in vitro сохраняют важнейшие черты, свойственные клеткам в организме, а также онтогенетические и индивидуально генотипические свойства организма-донора. 2. Нет другого такого типа клеток, который в полной мере мог бы представлять свойства клеток организма. 3. Изменения, которые возникают при введении фибробластов в культуру, можно легко контролировать и свести к минимуму при создании соответствующих условий.

Культивирование органов o Первые исследования в области культивирования органов и тканей относятся к концу Культивирование органов o Первые исследования в области культивирования органов и тканей относятся к концу прошлого века. Уже в 1897 году немецкий ученый Лёб (В. Loeb) опубликовал данные о культивировании фрагментов печени, почек, щитовидной железы и яичников кролика на небольших кровяных сгустках в культуральных пробирках.