Il magico mondo delle colture cellulari

Rubrica “Alla scoperta delle colture cellulari”
Quanto ne sai riguardo alle colture cellulari e delle loro applicazioni? Vorresti saperne di più per facilitare il tuo studio o semplicemente per accrescere la tua curiosità scientifica? Segui i prossimi articoli di questa rubrica in uscita ogni Venerdì a partire dal 3 Marzo 2023!

La tecnica

La tecnica delle colture cellulari consiste nel far proliferare cellule di qualsiasi tipo in vitro, ovvero in ambienti controllati e ricreati in laboratorio. Questo sistema permette agli scienziati di studiare gli effetti di farmaci o sostanze tossiche su cellule di vario tipo oppure semplicemente di studiare i processi cellulari che avvengono nella cellula ed arricchire così le conoscenze del mondo scientifico.

Queste sono solo alcune delle tantissime cose che è possibile fare ed indagare mediante le colture cellulari. Infatti, i tipi cellulari utilizzabili in queste metodiche vanno dalla cellula procariotica alla cellula eucariotica (sia vegetale che animale) fino ad arrivare anche, con i recenti protocolli, ad utilizzare cellule staminali le quali ci permettono di creare sistemi più complessi.

Le varie tipologie di colture cellulari

Prima di entrare nel particolare è bene fare una panoramica riguardo alle tipologie base di colture cellulari, le quali vengono distinte in base alla tridimensionalità:

• Le colture 2D in cui le cellule crescono come monostrato. Sono la tipologia più comunemente utilizzata poiché sono alla base degli studi fatti in laboratorio e perché sono sistemi abbastanza semplici e veloci da preparare. Infatti, non bisogna utilizzare scaffold particolari ma semplicemente delle piastre (Petri oppure le fiasche da colture, ad esempio) costituite da un materiale sulle quali le cellule aderiscono facilmente, un terreno di colture adeguato al tipo cellulare utilizzato ed un incubatore con Temperatura e CO2 controllate (per ricreare le giuste condizioni di crescita);

• Le colture 3D in cui le cellule crescono formando degli strati e degli aggregati, quindi delle strutture più complesse che permettono di conferire polarità alle cellule e consentono anche di ricreare delle condizioni più simili a quelle fisiologicamente presenti nell’organismo. Questa tipologia è meno usata poiché è più costosa, più complessa poiché necessità di elevata esperienza da parte dell’operatore ed inoltre è ottimale per studiare sistemi di interazione cellulare e livelli di complessità dei processi biologici che non rientrano in procedure “di routine”.

Come si ottengono le cellule utilizzate nelle colture cellulari?

Le colture cellulari costituiscono, quindi, uno strumento semplificato di studio di meccanismi cellulari che fisiologicamente avvengono nelle cellule di quel tessuto. Per poter avere quel modello però (dunque quel tipo cellulare), occorre partire da un tessuto normale o tessuto malato (in accordo con le procedure etiche in vigore, prima fra tutte il consenso della persona da cui proviene la biopsia di tessuto) e da qui eseguire tutta una serie di procedure tali da allontanare matrice e altri componenti extracellulari dalle cellule di nostro interesse ed ottenere così una coltura primaria (detta così proprio perché proveniente da tessuto vivo). Tra le procedure utilizzare per isolare tali cellule ritroviamo dissociazione enzimatica, meccanica o chimica.

Oltre alle primarie esistono anche linee cellulari stabilizzate, capaci di subire svariati processi di manipolazione e svariate duplicazioni cellulari senza "esaurirsi".

Come avviene il mantenimento in coltura?

Per il mantenimento in coltura delle cellule occorre mimare le condizioni in cui le cellule si trovano fisiologicamente. Pertanto vengono utilizzati mezzi di crescita composti da nutrienti essenziali alla corretta crescita e sostentamento delle cellule ma anche antibiotici per minimizzare la possibilità che, a seguito della manipolazione, le cellule vengano contaminate da batteri presenti su strumenti o nell'aria di lavoro.

Non solo, sono fondamentali anche strumenti come incubatori che mantengono le cellule ad una data temperatura (generalmente 37°C, con eccezione di condizioni sperimentali particolari) e livelli di CO2 ma anche cappe a flusso laminare che consentono la manipolazione delle cellule nel tempo evitando la contaminazione di batteri, come precedentemente detto.

                                                                                                                           Angela Nacca

Vuoi saperne di più? Segui i prossimi articoli in uscita ogni venerdì a partire dal 3 Marzo 2023!
Di seguito la lista dei topic dei prossimi contenuti:
-Colture primarie e secondarie
-Gli strumenti utilizzati in un laboratorio di colture cellulari
-I nutrienti necessari alla crescita delle cellule
-Le colture cellulari vegetali
-Il test di Ames
-I bioreattori
-Gli organoidi
-L'utilizzo della pelle artificiale nella pratica clinica
-L'utilizzo della pelle artificiale nella ricerca scientifica

Fonti:

• Philippeos C, Hughes RD, Dhawan A, Mitry RR. Introduction to cell culture. Methods Mol Biol. 2012;806:1-13. doi: 10.1007/978-1-61779-367-7 1. PMID: 22057441
• Freshney, R.I., Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique. Fourth ed. 2000, New York: Wiley-Liss, Inc.