کاربرد های کشت سلول

تاریخچه کشت سلول به عنوان یک تکنیک کارآمد

اولین بار در اواخر قرن 19 میلادی بود که بشر توانست سلول های جانوری را خارج از بدن آن جانور برای مدت کوتاه زنده نگه دارد. این تحول نقطه عطف در علم زیست شناسی بود؛ کشت دادن مجموعه‌ای از سلول های یک ارگانیسم پرسلولی خارج از بدن آن یک سیستم پیوسته‌ای را بوجود آورد تا بتوان مطالعات ویژه‌ای را بر روی آن ها به انجام رساند.

پژوهش ها در زمینه زیست شناسی یک مسیر پژوهشی با مجموعه‌ای از سوالات بدون پاسخ را شکل می دهند که باید طی پژوهش پاسخ داده شوند. پاسخ دادن تمام این سوالات در سیستم های درون تنی (in-vivo) زمانبر، سخت و با هزینه بالا خواهد بود. کشت سلول با هزینه و زمان بسیار کمتر پاسخ بسیاری از سوال ها را داده و از طرفی مانع کشته شدن بی رویه حیوانات آزمایشگاهی می گردد.

این بدین معناست که برای انجام مطالعات مختلف می توان از سلول های استحصال شده از آن ارگانیسم استفاده نمود و دیگر نیازی به آزمایش مستقیم بر روی آن ارگانیسم نخواهد بود. کشت سلول باعث بوجود آمدن سیستم های مدل شده است. یعنی به عبارتی اگر نیاز بر مطالعه مولکولی سلول های بافت خاصی از یک ارگانیسم است، با در دست داشتن سلول های آن بافت می توان مطالعه را به انجام رساند.

امروزه بسیاری از فرآیند های شیمیایی درون سلولی، نقص های سلولی و مولکولی که موجب بیماری ها می گردد، اثر دارو های مختلف بر روی سلول ها، مباحث مربوط به افزایش سن و پیری و همچنین تولیدات بر پایه سلولی در کشت سلول به انجام می رسد. در ادامه می خواهیم برخی از این کاربرد ها توضیح بدهیم تا بدانیم یادگیری تکنیک های مربوط به کشت سلول چه کاربرد هایی می تواند داشته باشد.

کشت سلول ناجی بیماران سرطانی و حیوانات آزمایشگاهی

یکی از اساسی ترین کاربرد های کشت سلول مطالعات در حوزه سرطان می باشد. سلول های سرطانی به شکل بالفعل نامیرا بوده و می توان آن ها را برای دوره های طولانی تحت کشت قرار داد. لذا وجود رده های مختلف سلولی با طول عمر نامحدود سیستمی برای انجام مطالعات در این زمینه بوجود آورده است.

دارو هایی که برای درمان سرطان پیشنهاد می شوند، ابتدا باید بررسی شوند که موثر در مهار کدام یک از مسیر های سرطانی می باشند. همچنین تست های سمیت سنجی فضای گسترده‌ای را فراهم کرده تا اثر دارو های مختلف بر زنده مانی سلول ها بررسی شود. برخی اوقات هدف کشتن سلول های سرطانی بوده و اثر دارو با دیدگاه تأثیر آن در مسیر های مختلف مرگ برنامه ریزی شده می باشد. گاهاً نیز یک دارو برای بیماری های دیگر با اهداف خاص تولید می شوند که باید اثبات کرد که بر زنده مانی سلول ها تأثیری ندارد.

امروزه شمار زیادی از حیوانات نیز در اثر تست اثر مواد بهداشتی و آرایشی تولید شده، تلف می شوند و کشت سلول توانسته بخش زیادی از این تست ها را پوشش دهد تا از کشتار بی رویه حیوانات در صنایع مرتبط جلوگیری شود.

سلول درمانی و ترمیم بافت

کشت سلول علاوه بر اینکه یک فضای آزمایشگاهی زنده نامحدود برای تست دارو ها بوجود می آورد، با توسعه کشت سه بعدی و مهندسی بافت، توانسته در زمینه سلول درمانی نیز به کمک انسان ها بشتابد. امروزه بخش زیادی از مباحث تولیدات بافتی و مهندسی ژنتیک برای انجام ژن درمانی به واسطه کشت سلول انجام می پذیرد.

افراد با نواقص عضوی، می توانند با دریافت سلول های بنیادی مهندسی شده، بافت از دست داده خود را مجدداً بدست آورند. اگرچه امروزه این فرضیه به شکل کامل شدنی نیست اما خیلی هم دور از واقعیت نمی باشد. چرا که تخمین زده می شود تا سال ۲۰۴۰ بخش قابل توجهی از درآمد جهان از مهندسی بافت باشد. همچنین در افرادی که با نقص ژنتیکی به دنیا می آیند، با شناخت کامل نقص کد ژنتیکی به واسطه کشت سلول، می توان به درمان آن ها پرداخت.

کشت سلول فضای مناسبی را بوجود آورده تا با سعی و خطا به واسطه تکنیک های بیوتکنولوژی مانند اینتگریشن ژن با ویروس و یا کریسپر، در فضای برون تن (in-vitro) به درمان بیماری ها پرداخته و پس از کسب نتایج مناسب آن را به انسان تعمیم داد.

کشت و تولید نامتناهی محصول

یکی دیگر از کاربرد های کشت سلول، تولید محصولات پروتئینی می باشد. اگرچه باکتری ها یک میزبان بسیار مناسب بواسطه رشد زیاد و کشت آسان، برای تولید محصولات پروتئینی هستند اما تولید محصولات با ساختار پیچیده به همین سادگی نیست. بسیاری از پروتئین های مخصوص سلول های یوکاریوتی قابل تولید در میزبان باکتریایی نیستند.

چرا که فولدینگ و پیچ خوردگی پروتئین های یوکاریوتی واجد ساختار های چاپرونی درون سلولی است. مجموعاً می توان گفت مدیفیکاسیون های پس از ترجمه بین یوکاریوت ها و پروکاریوت ها متفاوت است. لذا برای تولید پروتئین ها با ساختار پیچیده، می توان کدینگ بسیاری از هورمون ها و آنزیم های انسانی را در سلول های تحت کشت ادغام کرده و با نامیرا سازی آن ها مقادیر بسیاری تولید کرد.

همچنین یکی از کاربرد ها در این زمینه ادغام دو سلول، یک سلول با توانایی تقسیم بالا و یک سلول با ظرفیت تولید یک محصول مانند آنتی بادی، می باشد که به آن هیبریدوما می گویند. تولید هیبریدوما ها بستر مناسبی را فراهم آورده تا بتوان به راحتی یک آنتی بادی مشخص را در یک سلول نامیرا تولید کرد.

آینده کشت سلول چیست؟

در مجموع می توان گفت، تکنیک های in-vitro که تحت عنوان کشت سلول شناخته می شوند، یک بستر گسترده‌ای را در زمینه های مختلف پزشکی، تحقیقاتی، داروسازی و همچنین صنایع مختلف فراهم آورده است. بزرگ ترین مزیت کشت سلول نسبت به مسیر های in-vivo این است که نتایج قابل اعتمادی را در زمان و هزینه کمتر و کشته شدن هیچ جاندار کاملی ارائه می دهد.

اگرچه یادگیری تکنیک کشت سلول به تنهایی کافی نیست، اما همانطور که گفته شد تسلط بر کشت سلول در تمامی شاخه های زیست شناسی، زیست فناوری، داروسازی، شاخه های بین رشته‌ای و … می تواند بسیار کارآمد باشد. کسانی که این تکنیک را فرا می گیرند می توانند در سیستم های کشت و مهندسی بافت، داروسازی، بیوتکنولوژی تولید محور و تحقیقاتی، ویروس شناسی و … مشغول به کار شوند.

همچنین یکی از بازارکار های یادگیری این تکنیک، بیمارستان هایی هستند که با کشت سلول بندناف، بانک سلول بنیادی جنینی تهیه کرده و یا به تهیه کاریوتایپ می پردازند و سیستم های تلقیح مصنوعی برای درمان نازایی می باشد.

مطالعه صدها مطلب علمی در حوزه بیولوژی

آرشیو جدیدترین خبرهای روز دنیای بیولوژی