سلول‌های چسبنده و سوسپانسیونی: انتخاب روش مناسب برای فرآیند کشت سلولی
اگر به عنوان یک کاربر آزمایشگاهی به کشت سلول پرداخته باشید، حتما می‌دانید که کشت‌های سلولی شما ارزشمند هستند و باید بهترین شرایط رشد را داشته باشند. برای آماده سازی کشت سلول، از سلول‌های چسبنده (Adherent) و یا سوسپانسیونی (Suspension) استفاده می‌شود. اما آیا می‌دانید زمان انتخاب روش کشت سلولی، به سراغ کدامیک از این دو بروید؟
در این مطلب قصد داریم مروری بر سلول‌های چسبنده و سوسپانسیونی داشته و کاربرد مناسب هر یک را بیان کنیم.
مروری بر سلول‌های چسبنده و سوسپانسیونی
کشت سلولی ابزاری بسیار کاربردی در بررسی سوالات پایه علمی و تحقیقاتی است. برای دست‌یابی به نتایج تکرار پذیر و دقیق در کشت سلول، ابتدا سلول‌های کشت اولیه (Primary culture cell) از بافت جدا شده و تحت شرایط مناسب تکثیر می‌شوند. این تکثیر تا زمانی ادامه خواهد یافت که سلول‌ها تمام بستر موجود را اشغال کنند.
سپس سلول‌ها برای ادامه رشد، به یک ظرف کشت جدید با محیط رشد تازه انتقال می‌یابند و در اصطلاح یک زیر کشت (subculture ) ایجاد می‌شود. به حالتی که سلول‌ها بعد از هربار تقسیم به ظرف جدیدی منتقل می شوند تا فرآیند تقسیم ادامه یابد، پاساژ (Passaging) می‌گویند.
پس از ایجاد اولین زیر کشت، سلول‌های اولیه به یک رده سلولی (cell line) یا ساب کلون (subclone) تبدیل می‌شوند.
برای کشت رده‌های سلولی، می‌توان از دو روش زیر استفاده کرد:
- کشت سلولی چسبنده (Adherent)
- کشت سلولی سوسپانسیونی یا تعلیق (Suspension)
سلول‌های چسبنده
سلول‌های چسبنده (Adherent) در واقع خطوط سلولی (Cell line) هستند که در آن‌ها، سلول وابسته به یک لنگرگاه (anchorage-dependent) است. بنابراین سلول‌های چسبنده برای رشد به یک ماده یا سطح جامد نیاز دارند.
سلول‌های سوسپانسیون
سلول‌های سوسپانسیونی (Suspension) یا معلق، در محیط مایع، کشت داده می‌شوند و به هیچ لنگرگاهی وابسته نیستند. در واقع در محیط مایع به حالت تعلیق در آمده‌اند.
این موضوع، یعنی وابستگی سلول‌ها به لنگرگاه، تفاوت اصلی بین خطوط سلولی چسبنده و سوسپانسیون است.
در ادامه‌ی این مطلب قصد داریم به مقایسه کشت سلول‌های چسبنده و سوسپانسیونی بپردازیم. اما پیش از آن توجه داشته باشید که سلول‌های چسبنده و سوسپانسیونی، هیچ کدام نسبت به دیگری برتری ندارند. جهت انتخاب هریک از این روش‌های کشت سلولی، شما باید هدف خود را در نظر بگیرید و بر اساس محدودیت‌های فضای آزمایشگاه و اتاق تمیز و میزان بودجه‌ی آزمایشگاه خود برای تهیه تجهیزات یکی از این دو روش را انتخاب کنید. در واقع هر سیستمی مزایا و معایبی دارد.
پروتکل کشت سلول های چسبنده و سوسپانسیونی
همانطور که گفته شد، سلول‌ها پس از اینکه به مرحله‌ای از رشد رسیدند، نیاز دارند تا برای ادامه رشد به ظرف دیگری منتقل شوند. پاساژ کردن به رقیق کردن سلول‌هایی گفته می‌شود که در محیط رشد زیادی یافته‌اند. این کار امکان تکثیر مداوم کشت سلولی را فراهم می‌کند.
برای سلول‌های چسبنده، پاساژ کردن زمانی انجام می‌شود که 80 تا 90 درصد رشد انجام شده است و هنوز فضایی برای رشد در ظرف کشت وجود دارد
برای سلول‌های سوسپانسیونی، پاساژ زمانی است که سلول‌ها شروع به جمع شدن کرده و کشت کدر می‌شود.
مزایای روش کشت سلولی چسبنده
اغلب سلول‌هایی که از بافت‌های بدن مشتق می‌شوند، برای رشد و تکثیر طبیعی به یک سطح خارج سلولی نیاز دارند. به‌همین دلیل کشت سلولی چسبنده، گزینه مناسبی برای کشت اینگونه سلول‌ها است. پلتفرمهای کشت سلولی چسبنده گزینه‌های مقیاس‌پذیر سطح رشد سلولی وسیع را فراهم می‌کنند.
لازم به ذکر است که سلول‌های خاصی وجود دارند که مورفولوژی آن‌ها برای محققین بسیار حیاتی است. به عنوان مثال اگر سلول‌های بنیادی چند توان یا پرتوانی دارید که در معرض تمایز خود به خودی هستند (تبدیل شدن به سلول‌های سرطانی)، دیدن آن‌ها راه بسیار مهمی برای تشخیص زودهنگام بیماری خواهد بود. در چنین شرایطی کشت سلولی چسبنده راه حل بسیار مناسبی است.
همچنین برخی از پلتفرمهای کشت سلولی چسبنده از مزایای تجسم برخوردار هستند. تجسم به این معنی است که کاربر می‌تواند به‌راحتی یک فلاسک حاوی کشت سلولی را زیر میکروسکوپ بررسی کند. این مزایا کشت سلولی چسبنده را به یک انتخاب طبیعی برای بسیاری از کاربردها (مانند تحقیقات واکسن، سلول و ژن درمانی) تبدیل کرده است.
مزایای روش کشت سوسپانسیون سلولی
اکثر سلول‌های مشتق شده از مهره‌داران، به استثنای رده‌های سلولی خونساز و تعداد کمی دیگر، وابسته به لنگر هستند و باید روی بستر مناسبی کشت شوند که به طور خاص برای چسبندگی و گسترش سلول‌ها (به عنوان مثال، کشت بافت) در نظر گرفته شده است.
با این وجود، بسیاری از رده‌های سلولی را می‌توان برای کشت سوسپانسیونی سازگار کرد.
هنگامی که سلول‌های شما دیگر برای رشد به یک سطح وابسته نیستند، افزایش مقیاس، بسیار آسان‌تر می‌شود. در واقع این مقیاس‌پذیری سلول‌های سوسپانسیونی، بزرگترین مزیت آن‌ها است.
این مقیاس‌پذیری و کنترل، پلتفرمهای سوسپانسیون یا تعلیق را به گزینه‌ای جذاب برای تولیدکنندگانی تبدیل می‌کند که به دنبال کارایی عملیاتی در آزمایشگاه هستند. با این وجود، نباید از این نکته غافل شد که استفاده از کشت سوسپانسیون سلولی ممکن است کمی زمان‌بر باشد. زیرا در این روش، محققان باید انواع سلول‌های وابسته به لنگرگاه را با محیط‌های تعلیق تطبیق دهند. جدول 1 خلاصه‌ای از مقایسه دو روش کشت سلول‌های چسبنده و سوسپانسیونی را نشان میدهد.
جدول 1. مقایسه دو روش کشت سلول‌های چسبنده و سوسپانسیونی
| کشت سلولی چسبنده | کشت سلولی سوسپانسیونی |
| مناسب برای اکثر سلول‌ها | مناسب برای سلول‌های سازگار با کشت سوسپانسیون و چند رده سلولی دیگر که غیرچسبنده هستند (مانند سلول‌های خونساز). |
| نیاز به پاساژ دوره‌ای (Passaging) دارد، اما امکان بازرسی بصری آسان زیر میکروسکوپ معکوس (Inverted Microscope) را فراهم می‌کند. | پاساژ آسان‌تر است، اما برای پیروی از الگوهای رشد نیاز به شمارش روزانه سلول‌ها و تعیین سلول‌های زنده می‌باشد. |
| به ظروفی نیاز دارد که برای کشت بافت طراحی شده‌اند. | برای تبادل کافی گاز، نیاز به هم زدن دارد. |
| جداسازی سلول‌ها با استفاده از آنزیم‌هایی نظیر تریپسین یا توسط روش‌های مکانیکی | عدم نیاز به جداسازی آنزیمی و مکانیکی |
| محدودیت بستر رشد ممکن است بازده رشد را محدود کند. | محدودیت رشد بر اساس تعداد سلول‌ها در حجم محیط است که امکان افزایش مقیاس را فراهم می‌سازد. |
جمع‌بندی
پیش‌بینی رفتار سلول‌های زنده به دلیل هزاران واکنش شیمیایی درون و بین سلولی مرتبط با یکدیگر پیچیده و چالش برانگیز است. سلول ها به تغییرات جزئی محیط خود (مانند دما، pH، شرایط هیدرودینامیکی و غلظت متابولیت‌ها) بسیار حساس هستند. به همین دلیل انتخاب روش مناسب برای فرآیند کشت سلولی از اهمیت بالایی برخوردار است. ممکن است خیلی از کاربران برای انتخاب سلول چسبنده و سوسپانسیونی با سوالات زیادی مواجه شوند. به همین دلیل در این مطلب سعی کردیم به مقایسه این دو روش بپردازیم. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.
