Tres razones para desechar las líneas celulares continuas

RWD Life Science Co.,LTD
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En 1665, Robert Hooke, un científico británico, descubrió y dio nombre a las células.

Posteriormente, los biólogos alemanes Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann propusieron la teoría celular, dando a todo el mundo una comprensión más clara de la célula, una unidad relativamente independiente que compone nuestra vida.

Para comprender mejor la esencia de la vida y revelar las leyes de las actividades vitales de las células, los científicos han llevado a cabo una serie de investigaciones sobre la proliferación, el movimiento, el metabolismo, la muerte y otras actividades de las células. De hecho, ya en el siglo XIX, algunas personas propusieron el concepto de separar las células vivas de los tejidos, pero el cultivo de células animales no se estudió hasta 1950. Desde la simple observación del desarrollo celular, pasando por el aislamiento de células primarias a partir de tejidos, hasta la obtención de líneas celulares continuas que pueden pasarse continuamente. La transformación de las células, que han pasado de ser un concepto ilusorio a ser un material experimental indispensable para los experimentos de investigación in vitro, ha recorrido toda la historia del desarrollo biológico. Las células utilizadas para la investigación científica se dividen principalmente en dos tipos: las células primarias aisladas directamente de los tejidos y las líneas celulares adquiridas.

Normalmente, las células del primer al décimo pasaje aisladas del tejido se denominan colectivamente células primarias, y la mayoría de las células primarias se estancarán gradualmente, senecerán y morirán después de esto, y un número muy pequeño de células que pueden sobrevivir hasta la quincuagésima generación. Después de cincuenta generaciones, la información genética de las células ha cambiado, y se han convertido en una línea celular continua. Tiene las características de la inmortalidad, y algunas células han perdido la inhibición de contacto, pueden crecer en múltiples capas, e incluso pueden causar tumores después de la inoculación alogénica

Las líneas celulares continuas siempre han sido la primera opción para los estudios a nivel celular debido a su inmortalidad y rápida división. Además, tiene las características de un cultivo conveniente, una amplia variedad, una tasa de crecimiento rápida, un bajo coste y una investigación rápida, lo que hace que varias líneas celulares continuas sean ampliamente utilizadas. Por ejemplo, las células Hela, como primera línea celular humana que puede pasarse indefinidamente, ayudan a los científicos a centrarse más eficazmente en las enfermedades celulares humanas y en el mecanismo de acción de los fármacos activos, y se utilizan ampliamente en oncología, inmunología, virología y otras disciplinas.

En los últimos años, los estudios han descubierto que, aunque las líneas celulares continuas están llenas de tesoros, todavía existen algunas limitaciones en su aplicación.

Limitación 1: La biología de la célula se altera

Durante el proceso de investigación, a menudo se necesita un gran número de muestras, por lo que se requiere la rápida propagación y expansión de las líneas celulares continuas. Y el proceso de pasaje continuo es propenso a las mutaciones, el pasaje irrestricto puede conducir a cambios en el genotipo y fenotipo de la línea celular, afectando así a los resultados experimentales. Al mismo tiempo, las características biológicas de las líneas celulares inmortalizadas y las células vivas son muy diferentes, y no pueden representar completamente el entorno real de los animales. Las células primarias se consideran más representativas de la situación tisular in vivo y han sido reconocidas legalmente en algunos países/regiones (Human Tissue Act 2004, Reino Unido), especialmente en los primeros ensayos de evaluación de la toxicidad de los medicamentos, en comparación con las líneas celulares, el uso de células primarias aisladas directamente del tejido del paciente es más apropiado.

Limitación 2: contaminación cruzada de las líneas celulares

Cuando se habla de contaminación celular, la primera reacción de todo el mundo es que los microorganismos patógenos provocan el fracaso de los experimentos celulares. Sin embargo, lo que se menciona aquí no es que la proliferación bacteriana en el sistema de cultivo afecte al experimento, sino la contaminación cruzada entre líneas celulares, es decir, las líneas celulares utilizadas para el experimento pueden mezclarse con otros tipos de células. Este problema puede ser causado cuando se establece la línea celular, o puede ser causado por algunas operaciones inadecuadas, como el co-cultivo de múltiples células al mismo tiempo, la reutilización de consumibles, o causado por productos de cultivo celular relacionados. Cualquier operación inadecuada puede llevar al fracaso de todo el experimento

En 2011, Estados Unidos emitió una norma nacional para la identificación de RTS celulares. Aunque muchos investigadores todavía no son conscientes de la gravedad del problema, las instituciones pertinentes han empezado a dar la voz de alarma:

Tanto en el número de diciembre de 2014 como en el de febrero de 2015 de la revista Science, se publicaron artículos en los que se explicaba la gravedad de la contaminación cruzada y la identificación errónea de células, y se destacaban las consecuencias de la contaminación. No solo supone una pérdida de tiempo y energía, sino que los resultados de la investigación no pueden reproducirse, y su impacto es muy grave. Por ello, instituciones autorizadas como los NIH y el ATCC han hecho repetidos llamamientos a los investigadores para que identifiquen las células. En abril de 2015, Nature anunció que todas sus revistas exigirían a los autores que identificaran las líneas celulares utilizadas en sus artículos. Luego, en junio, se informó que un científico retiró el artículo de Nature debido a problemas con las líneas celulares. En octubre de 2017, un artículo publicado en la revista PLoS ONE afirmaba que existía una contaminación cruzada de las líneas celulares HeLa utilizadas en más de 30.000 trabajos, lo que invalidaba los resultados de la investigación[1]. Otro estudio realizado en 2019 demostró que al menos el 24% de las líneas celulares humanas estaban contaminadas con HeLa[2].

Limitación 3: Aplicación de las células

Muchas células no proliferan in vitro, y cada experimento requiere el aislamiento de células primarias de tejido fresco. Como las neuronas, las células del músculo esquelético, los cardiomiocitos, los pericitos y los hepatocitos terminalmente diferenciados, etc.

Además, el estado de las células primarias es el más parecido al entorno fisiológico del cuerpo y puede mantener ciertas características biológicas del tejido. Por lo tanto, es la mejor opción para evaluar la eficacia y la virulencia de los fármacos y, al mismo tiempo, se reduce en gran medida la probabilidad de contaminación cruzada. Además, para los estudios relacionados con la oncología y la inmunología, si se trata de modelos animales vivos, también se requiere el aislamiento de células primarias. Sin embargo, la dificultad de cultivar células primarias es mucho mayor que la de las líneas celulares ordinarias. Mientras tanto, el aislamiento y la preparación de células primarias siempre ha sido un problema urgente a resolver. Bajo la premisa de garantizar la reproducibilidad, ¿cómo preparar de forma eficiente una suspensión de células primarias con alta actividad?

El disociador de suspensión unicelular RWD resuelve fácilmente este problema. El tubo de procesamiento de tejidos de desarrollo propio, el kit de digestión enzimática y los programas de optimización incorporados para preparar la suspensión unicelular de alta actividad y el homogeneizado de tejidos.

El instrumento puede completar rápidamente la preparación de la suspensión unicelular con alta actividad y buena uniformidad, aumentando la repetibilidad de los experimentos. Tiene cuatro canales independientes, y la camisa de calentamiento puede mejorar la eficiencia del procesamiento de tejidos. Se utiliza ampliamente en inmunología, oncología, neurobiología y otros campos de investigación.

Después de obtener la suspensión de células individuales, es necesario contar y analizar la viabilidad de las células y colocarlas en un sistema de cultivo o en el sistema de tampón correspondiente. El contador celular automático C100 de RWD puede contar con precisión las células primarias. Con múltiples canales de fluorescencia, puede analizar rápidamente de forma cuantitativa las células en suspensión, y mostrar simultáneamente imágenes de campo claro y fluorescencia, mostrando claramente los resultados del recuento y la morfología celular. Es muy adecuado para la inmunología, el desarrollo de vacunas, la terapia celular, la investigación de tumores, las células madre y la investigación metabólica y otros campos.

El cultivo celular es el último paso en el proceso de separación de células primarias. La incubadora de CO2 RWD puede controlar con precisión la temperatura y la concentración de dióxido de carbono, y puede mantener un entorno de alta humedad. El filtro HEPA de alta eficiencia puede eliminar eficazmente la contaminación por partículas en el aire, y la esterilización por calor seco a 140°C puede realizar la esterilización y el mantenimiento regulares de la incubadora, proporcionando un entorno de cultivo estable y limpio para las muestras de células primarias.

【References】

1. Serge P. J. M. Horbach, Willem Halffman. Los fantasmas de HeLa:Cómo la identificación errónea de líneas celulares contamina la literatura científica. PLoS ONE, Publicado:Octubre 12, 2017, doi:10.1371/journal.pone.0186281

2. Lin J, Chen L,Jiang W, Zhang H, Shi Y, Cai W. Detección rápida de la contaminación de células HeLa de bajo nivel en el cultivo de células utilizando PCR anidada. J Cell Mol Med.2019;23(1):227-236. doi:10.1111/jcmm.13923

Tres razones para desechar las líneas celulares continuas

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