El Cultivo celular se refiere a la eliminación de un animal o planta y el consecuente crecimiento en un ambiente artificial favorable. Las células pueden ser eliminadas directamente de un tejido y desagregadas por medios enzimáticos o mecánicos antes del cultivo, o pueden ser derivadas de una línea celular o de una estirpe celular que haya sido previamente cultivada. A pesar de que los cultivos animales hayan sido realizados con éxito por Ross Harrison (1870-1959) en 1907, hasta en la década de los años 40 y 50 del siglo XX, no comenzaron a ser empleados como una herramienta de búsqueda para los científicos. Las principales razones para este hecho se deben a:
- el desarrollo de antibióticos, que facilitaron el proceso de cultivo celular y evitaron muchos de los problemas de contaminaciones del cultivo celular;
- la mejora de las técnicas, concretamente, aquellas relacionadas con el uso de la tripsina para la eliminación de células de los recipientes de cultivo y fundamentales para la obtención de líneas celulares en crecimiento continuo;
- la aparición de las líneas de cultivos de células estandarizadas, con medios de cultivo químicamente definidos, lo que facilitó el trabajo estandarizado entre diferentes grupos de científicos. Además de ello, también facilitó el proceso de cultivo celular, volviéndolo así más ágil.
Existen varios términos aplicados comúnmente cuando se refiere al tópico de cultivo de células:
– Línea primaria: se refiere a la etapa de cultivo tras las células estar aisladas del tejido y proliferadas sobre condiciones apropiadas hasta ocupar todo el sustrato disponible (es decir, hasta alcanzar la confluencia celular). En esta etapa, las células tienen que ser subcultivadas, transfiriéndolas para un nuevo recipiente con las condiciones apropiadas para su crecimiento.
– Línea Celular: tras el primer subcultivo, el cultivo primario es denominado línea celular. Las líneas celulares que derivan de los cultivos primarios tienen un límite de vida (son finitas). Tras el subcultivo, las células con mayor capacidad de crecimiento predominan en el medio, resultando una población con grado elevado de uniformidad relativamente a su genotipo y fenótipo.
– Estirpe Celular: si una subpoblación de una línea celular es positivamente seleccionada a través del cultivo por clonación o por otro método, esta línea celular se convierte en una estirpe celular. Una estirpe celular, generalmente, adquiere una alteración genética adicional en comparación con la línea parental.
Las células normales, generalmente, se dividen en un número limitado de veces antes de perder la capacidad de proliferar, que es genéticamente determinada (senescencia). Estas líneas celulares se denominan finitas. Sin embargo, algunas líneas celulares se vuelven inmortales a través de un proceso llamado transformación, que puede ocurrir espontáneamente o puede ser inducido químicamente o de una forma viral. Estas líneas se llaman líneas celulares continuas.
Condiciones de cultivo
Las condiciones de cultivo varían para cada tipo de célula, pero el ambiente artificial donde las células son cultivadas consiste invariablemente en un recipiente que contiene un sustrato o medio que proporciona los nutrientes esenciales (aminoácidos, hidratos de carbono, vitaminas y minerales), factores de crecimiento, hormonas y gases (O2, CO2), donde se consigue regular el ambiente físico-químico (pH, presión osmótica, temperatura). La mayoría de las células son dependientes de anclaje y tienen que ser cultivadas adhiriéndose a un sustrato sólido o semisólido (cultivo de monocapa o adherente), mientras otras pueden crecer suspensas en el medio de cultivo (cultivo de suspensión).
Criopreservación
Si un excedente de células está disponible para el subcultivo, tiene que ser tratado con el apropiado agente protector (por ejemplo: DMSO o glicerol) y almacenadas a temperaturas por debajo de los -130ºC hasta ser necessárias.
Morfología de las células en cultivo
Las células en cultivo pueden ser divididas en tres categorías básicas dependiendo de su forma y morfologia.
- Las células fribroblásticas son bipolares o multipolares, tienen forma alargada y crecen adheridas a un sustrato.
- Las células epiteliales presentan una forma poligonal con dimensiones regulares y crecen adheridas a un substrato.
- Las células linfoblásticas son esféricas y, generalmente, crecen en suspensión sin requerir un enlace a una superficie.
Aplicaciones del cultivo de células
El cultivo celular es una de las herramientas más importantes en la biología celular y molecular, proporcionando excelentes sistemas modelo para estudiar la fisiología y la bioquímica de las células (por ejemplo, estudios metabólicos de envejecimiento), el efecto de las drogas y compuestos tóxicos en las células, y la mutagénesis y la carcinogénesis. También es usada en el desarrollo de drogas y en la fabricación a gran escala de compuestos biológicos (por ejemplo: vacunas, proteínas terapéuticas). La mayor ventaja de usar el cultivo de células es la consistencia y la reproductibilidad de los resultados obtenidos a partir de un baño de células.
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