El cultivo celular es el proceso mediante el cual las células se cultivan en condiciones controladas, generalmente fuera de su entorno natural. Una vez que las células de interés se hayan aislado del tejido vivo , se pueden mantener posteriormente en condiciones cuidadosamente controladas. Estas condiciones varían para cada tipo de célula, pero generalmente consisten en un recipiente adecuado con un sustrato o medio que suministra los nutrientes esenciales ( aminoácidos , carbohidratos , vitaminas , minerales ), factores de crecimiento , hormonas y gases ( CO 2 , O 2), y regula el entorno físico-químico ( tampón de pH , presión osmótica , temperatura ). La mayoría de las células requieren una superficie o un sustrato artificial para formar un cultivo adherente como una monocapa (una sola célula de espesor), mientras que otras pueden crecer flotando libremente en un medio como un cultivo en suspensión . [1] La vida útil de la mayoría de las células está determinada genéticamente, pero algunas células cultivadas se han "transformado" en células inmortales que se reproducirán indefinidamente si se proporcionan las condiciones óptimas.
En la práctica, el término "cultivo celular" ahora se refiere al cultivo de células derivadas de eucariotas multicelulares , especialmente células animales , en contraste con otros tipos de cultivo que también producen células, como el cultivo de tejidos vegetales, el cultivo de hongos y el cultivo microbiológico ( de microbios ). El desarrollo histórico y los métodos del cultivo celular están estrechamente relacionados con los del cultivo de tejidos y el cultivo de órganos . También se relaciona el cultivo viral , con células como huéspedes de los virus.
La técnica de laboratorio de mantener líneas celulares vivas (una población de células que descienden de una sola célula y que contienen la misma composición genética) separadas de su fuente de tejido original se hizo más sólida a mediados del siglo XX. [2] [3]
El fisiólogo inglés del siglo XIX, Sydney Ringer , desarrolló soluciones salinas que contenían cloruros de sodio, potasio, calcio y magnesio adecuadas para mantener los latidos del corazón de un animal aislado fuera del cuerpo. [4] En 1885, Wilhelm Roux extrajo una porción de la placa medular de un pollo embrionario y la mantuvo en una solución salina tibia durante varios días, estableciendo el principio del cultivo de tejidos. [5] Ross Granville Harrison , trabajando en la Escuela de Medicina Johns Hopkins y luego en la Universidad de Yale, publicó los resultados de sus experimentos de 1907 a 1910, estableciendo la metodología del cultivo de tejidos . [6]
Las técnicas de cultivo celular avanzaron significativamente en las décadas de 1940 y 1950 para apoyar la investigación en virología . El cultivo de virus en cultivos celulares permitió la preparación de virus purificados para la fabricación de vacunas . La vacuna inyectable contra la poliomielitis desarrollada por Jonas Salk fue uno de los primeros productos producidos en masa utilizando técnicas de cultivo celular. Esta vacuna fue posible gracias a la investigación de cultivo celular de John Franklin Enders , Thomas Huckle Weller y Frederick Chapman Robbins , quienes recibieron el Premio Nobel por su descubrimiento de un método para cultivar el virus en cultivos de células de riñón de mono.
Las células se pueden aislar de tejidos para cultivo ex vivo de varias formas. Las células se pueden purificar fácilmente a partir de la sangre; sin embargo, solo los glóbulos blancos son capaces de crecer en cultivo. Las células se pueden aislar de tejidos sólidos digiriendo la matriz extracelular usando enzimas como colagenasa , tripsina o pronasa , antes de agitar el tejido para liberar las células en suspensión. [7] [8] Como alternativa, se pueden colocar fragmentos de tejido en medios de crecimiento y las células que crecen están disponibles para el cultivo. Este método se conoce como cultivo de explantes .