Зачем проводить эксперименты с клеточными культурами? 

Культуры клеток — это еще один способ наблюдения и анализа биологических систем. Эти модели in vitro (в стекле; вне живого организма и в искусственной среде) позволяют проводить экспериментальные манипуляции и непосредственно наблюдать за живыми и развивающимися клетками. Культура клеток дает возможность изучать аспекты клеточного развития и основные биохимические механизмы в контролируемых условиях.

Простота и доступность экспериментов с клеточными культурами

Основным преимуществом систем клеточных культур является то, что аспекты метаболических, химических и морфологических изменений, вызываемых в культурах экспериментальными переменными, могут быть оценены относительно простым способом. Морфологические изменения в клетках можно легко исследовать и фотографировать в живых культурах, используя только световой микроскоп. Культуры могут быть зафиксированы и окрашены для более глубокого морфологического исследования в любое время в течение всего периода культивирования. 

Клеточные культуры предлагают новый подход для изучения прямого воздействия экзогенных (факторов вне организма) агентов, включая клеточные токсины, фармакологические вещества, такие как лекарства, и т. д., на определенные группы клеток. При использовании клеточных культур можно избежать таких переменных, как тканевое распределение и метаболизм экспериментального химического вещества, используемого в исследованиях на целых животных.

Первичные и вторичные клеточные культуры

В основном существует два типа клеточных культур — первичные и вторичные. Клетки, полученные от живого животного и поддерживаемые in vitro, называются первичными культурами. Первичные культуры можно далее разделить на диссоциированные культуры или органотипические (типичные для организма) культуры. Диссоциация или разрыв связи между клетками механически и/или химически позволяет получить культуры с отдельными клетками, которые могут быть помещены в культуральную посуду. Органотипические культуры не подвергаются диссоциации, и в культуральный сосуд помещают целые кусочки ткани. Клетки, выращенные как органотипические культуры, также называемые эксплантатами, сохраняют свои связи с окружающими клетками, в отличие от диссоциированных клеток, которые теряют межклеточное взаимодействие. Органотипические культуры правильнее называть культурами тканей, поскольку в них сохраняются тканевые взаимоотношения, существующие in vivo (в организме). Все первичные культуры клеток имеют ограниченный срок жизни и могут поддерживаться лишь в течение короткого периода времени.

Вторичные культуры — это линии клеток, которые были получены из одной клетки. Поскольку эти клеточные линии размножаются годами, они, как правило, менее дифференцированы, чем клетки in vivo, а некоторые из этих клеточных линий были получены из трансформированных или раковых клеток. Поэтому следует с осторожностью экстраполировать информацию, полученную при использовании вторичных клеточных культур, на ситуацию in vivo. Тем не менее, они являются богатым источником однородных клеток.

Клеточная культура — упрощенная модель организма

Клетки — это наши строительные блоки. Генетический материал в каждой из наших клеток одинаков и является ключом к наследственным заболеваниям. Клеточная дисфункция в конечном итоге, так или иначе, ответственна за все патологии, с которыми вы имеете дело как врач. Сложность живых организмов не позволяет точно определить отдельные биологические компоненты, ответственные за ту или иную функцию. Способность упростить сложные биологические системы до ограниченного числа отдельных компонентов позволяет гораздо лучше контролировать переменные, находящиеся в игре. Это, возможно, главное преимущество экспериментов in vitro, но, конечно, не единственное.

Работа с клетками регулируется меньшим количеством правил, чем работа с животными. Это само по себе сэкономит вам много времени, так как вам не понадобится утвержденный протокол работы с животными, если только вы не выделяете первичные клетки самостоятельно. В зависимости от типа клеток время удвоения может варьироваться от нескольких часов до нескольких дней. Однако эксперименты с клеточными культурами обычно намного короче, чем эксперименты in vivo. Эксперименты с клеточными культурами менее дорогостоящие, чем эксперименты на животных. Кроме того, можно сократить масштабы экспериментов с клетками, если речь идет о дорогостоящих реактивах. Поскольку вы имеете больший контроль над переменными, эксперименты на культуре клеток дают более воспроизводимые результаты, и данные обычно менее разбросаны, чем данные, полученные в экспериментах in vivo.