Verschiedene Zelltypen, die im Labor kultiviert werden

Die Grundlage vieler Forschungslabore ist die Fähigkeit, In-vitro-Studien durchzuführen, die auf der Möglichkeit basieren, Zellen im Labor zu kultivieren. Die Zellkulturtechnologien haben sich erheblich weiterentwickelt, sodass Forscher erfolgreich viele Arten von Zelllinien kultivieren können.

von Adrienne L. Watson, PhD Chief Scientific Officer, World Precision Instruments

Primärzellen

Zellen, die direkt aus menschlichem oder tierischem Gewebe kultiviert werden, nennt man Primärzellen. Primärzellen benötigen sehr spezifische Medien, Wachstumsfaktoren, Umweltbedingungen und Substrate oder beschichtete Zellkulturplatten, um ihr Wachstum zu ermöglichen. Einige Beispiele für Primärzellen sind Epithelzellen, Fibroblasten, Melanozyten und Muskelzellen. Diese Primärzellen haben eine begrenzte Replikationsfähigkeit und erreichen schließlich die Replikationsseneszenz, bei der sie in der Kultur nicht mehr wachsen, es sei denn, sie werden unsterblich gemacht oder transformiert.

Unsterbliche Zelllinien

Unsterbliche Zelllinien wurden so manipuliert, dass sie über lange Zeiträume kultiviert werden können. Zellen können auf viele Arten unsterblich gemacht werden, wobei die gebräuchlichste Methode die Verwendung viraler Gene wie des Simian-Virus 40 (SV40) oder die Expression der Telomerase-Reverse-Transkriptase (TERT) ist, die es den Zellen ermöglicht, eine ausreichende Telomerlänge zu erhalten und die Seneszenz zu vermeiden. Unsterbliche Zellen oder Zelllinien sind genetisch programmiert, entweder spontan oder durch Gentechnik, die zelluläre Seneszenz zu umgehen, indem sie den Zellzyklus deregulieren. 
Zu den am besten untersuchten Zelllinien gehören HeLa-Zellen und humane embryonale Nierenzellen 293 (HEK-293T). Mit zusätzlichen genetischen Veränderungen können Zelllinien transformiert werden, was ihnen nicht nur eine unbegrenzte Lebensdauer verleiht, sondern auch die Fähigkeit, sich stärker als normale Zellen zu vermehren und einzudringen sowie unabhängig von einer Verankerung zu wachsen.

Transformierte Zellen

Transformierte Zellen sind krebsartige Zellen, die unbegrenzt wachsen können, wie z. B. Caco2-Zellen, die aus einem Kolonkarzinom stammen.

Stammzellen

Eine vierte Art von Zellen, die im Labor kultiviert werden können, sind Stammzellen. Es gibt viele Arten von Stammzellen, darunter embryonale Stammzellen, adulte Stammzellen und induzierte pluripotente Stammzellen oder iPSCs. Embryonale Stammzellen stammen aus der inneren Zellmasse eines Blastozysten, einem Teil des Embryos, der kurz nach der Befruchtung entsteht. 

• Embryonale Stammzellen haben die Fähigkeit, sich in jeden Zelltyp zu differenzieren und sich selbst zu erneuern. Embryonale Stammzellen werden für Stammzelltherapien verwendet und haben viele Anwendungen im Bereich der regenerativen Medizin.
• Adulte Stammzellen oder somatische Stammzellen kommen in vielen Teilen des erwachsenen Körpers vor, werden aber am häufigsten aus dem Knochenmark gewonnen und können einige reife Zelltypen hervorbringen, besitzen jedoch nicht die Pluripotenz embryonaler Stammzellen.
• iPSCs sind Stammzellen, die durch Reprogrammierung einer somatischen Zelle hergestellt werden, um ihr die Funktionalität einer pluripotenten Zelle zu verleihen. iPSCs werden für Zelltherapien und personalisierte Medizin eingesetzt. 

Jetzt, da Sie die verschiedenen Zelltypen kennen, die in Laboren kultiviert werden, können Sie dieses Verständnis auf Ihre eigenen Forschungsanwendungen im Labor anwenden.

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