Un ensayo de viabilidad es un ensayo que se crea para determinar la capacidad de órganos , células o tejidos para mantener o recuperar un estado de supervivencia. La viabilidad se puede distinguir de los estados de vida y muerte de todo o nada mediante el uso de un índice cuantificable que oscila entre los números enteros de 0 y 1 o, si se entiende más fácilmente, el rango de 0% y 100%. [2] La viabilidad se puede observar a través de las propiedades físicas de las células, tejidos y órganos. Algunos de estos incluyen la actividad mecánica, la motilidad, como con los espermatozoides y los granulocitos , la contracción del músculotejido o células, actividad mitótica en funciones celulares y más. [2] Los ensayos de viabilidad proporcionan una base más precisa para medir el nivel de vitalidad de un organismo.
Los ensayos de viabilidad pueden conducir a más hallazgos que la diferencia entre vivos y no vivos. Estas técnicas se pueden utilizar para evaluar el éxito de las técnicas de cultivo celular, las técnicas de crioconservación , la toxicidad de sustancias o la eficacia de las sustancias para mitigar los efectos de las sustancias tóxicas. [3]
Métodos comunes
Aunque las técnicas visuales simples para observar la viabilidad pueden ser útiles, puede ser difícil medir a fondo la viabilidad de un organismo / parte de un organismo simplemente usando la observación de propiedades físicas. Sin embargo, existe una variedad de protocolos comunes que se utilizan para una mayor observación de la viabilidad mediante ensayos.
- Reducción de tetrazolio: una forma útil de localizar y medir la viabilidad es completar un ensayo de reducción de tetrazolio. El aspecto de tetrazolio de este ensayo, que utiliza cargas positivas y negativas en su fórmula, promueve la distinción de la viabilidad celular en una muestra. [4]
- Reducción de resazurina: los ensayos de reducción de resazurina funcionan muy de cerca a los de un ensayo de tetrazolio, excepto que utilizan el poder de redox para impulsar su capacidad de representar la viabilidad celular. [4]
- Marcador de viabilidad de proteasa: se puede observar la función de la proteasa en muestras si se desea apuntar a la viabilidad de las células; esta práctica en la investigación se conoce como "Concepto de ensayo de marcador de viabilidad de proteasa". Las acciones de la proteasa cesan una vez que una célula muere, por lo que se traza una línea clara para determinar la viabilidad celular cuando se utiliza esta técnica. [4]
- ATP: El ATP es una molécula de energía común de la que muchos investigadores tienen un amplio conocimiento, por lo que se traslada a cómo se entienden los ensayos de viabilidad. El concepto de ensayo de ATP es una técnica bien conocida para determinar la viabilidad de las células mediante la evaluación de ATP y un método conocido como "luciferasa de luciérnaga". [4]
- Relación sodio-potasio: otro tipo de ensayo practica el examen de la relación entre potasio y sodio en las células para que sirva como índice de viabilidad. Si las células no tienen potasio intracelular alto y sodio intracelular bajo, entonces (1) la membrana celular puede no estar intacta y / o (2) la bomba de sodio-potasio puede no estar funcionando bien. [5] [6]
- Citólisis o fuga de membrana: esta categoría incluye el ensayo de lactato deshidrogenasa . Ensayos como estos contienen una enzima estable común en todas las células que se puede detectar fácilmente cuando las membranas celulares ya no están intactas. Ejemplos de este tipo de ensayo incluyen yoduro de propidio , azul de tripano , y 7-aminoactinomicina D .
- Actividad mitocondrial o caspasa: Resazurin y Formazan ( MTT / XTT) pueden analizar varias etapas en el proceso de apoptosis que presagia la muerte celular.
- Funcional: los ensayos de función celular serán muy específicos para los tipos de células que se ensayan. Por ejemplo, la motilidad es un ensayo ampliamente utilizado de la función de los espermatozoides. La supervivencia de los gametos se puede utilizar generalmente para analizar la fertilidad . Los glóbulos rojos se han analizado en términos de deformabilidad , fragilidad osmótica , hemólisis , nivel de ATP y contenido de hemoglobina . [7] Para órganos enteros trasplantables , el último ensayo es la capacidad de mantener la vida después del trasplante, un ensayo que no es útil para prevenir el trasplante de órganos no funcionales. [8]
- Genómica y proteómica: las células pueden analizarse para la activación de las vías del estrés utilizando microarrays de ADN y chips de proteínas.
- Citometría de flujo: la automatización permite el análisis de miles de células por segundo. [9]
Como ocurre con muchos tipos de ensayos de viabilidad, las medidas cuantitativas de la función fisiológica no indican si es posible la reparación y recuperación del daño. [10] Un ensayo de la capacidad de una línea celular para adherirse y dividirse puede ser más indicativo de daño incipiente que la integridad de la membrana. [11]
Frogging y tadpoling
"Frogging" es un tipo de método de ensayo de viabilidad que utiliza una placa de agar para su entorno y consiste en plaquear diluciones en serie fijándolas después de que se hayan diluido en líquido. Algunas de sus limitaciones incluyen que no tiene en cuenta la viabilidad total y no es particularmente sensible a los ensayos de baja viabilidad; sin embargo, es conocido por su ritmo rápido. [1] "Tadpoling", que es un método practicado después del desarrollo del "frogging", es similar al método "frogging", pero sus células de prueba se diluyen en líquido y luego se mantienen en líquido durante el proceso de examen. El método "tadpoling" se puede utilizar para medir la viabilidad del cultivo con precisión, que es lo que describe su principal separación de "frogging". [1]
Lista de métodos de ensayo de viabilidad
- Calceína AM
- Ensayo clonogénico
- Ensayo de homodímero de etidio
- Evans azul
- Hidrólisis de diacetato de fluoresceína / tinción con yoduro de propidio (tinción con FDA / PI)
- Citometría de flujo
- Ensayos basados en formazán ( MTT / XTT)
- Proteína verde fluorescente
- Lactato deshidrogenasa (LDH)
- Violeta de metilo
- Captación de rojo neutro ( tinción vital )
- Yoduro de propidio , tinción de ADN que puede diferenciar células necróticas , apoptóticas y normales .
- Resazurina
- Ensayo TUNEL
Ver también
- Citotoxicidad
- Mancha vital
Referencias
- ^ a b c Welch, Aaron Z .; Koshland, Douglas E. (2013). "Un ensayo simple de formación de colonias en medio líquido, denominado 'tadpoling', proporciona una medida sensible de la viabilidad del cultivo de Saccharomyces cerevisiae". La levadura . 30 (12): 501–509. doi : 10.1002 / yea.2989 . ISSN 1097-0061 . PMID 24185677 .
- ^ a b Pegg, DE (1 de junio de 1989). "Ensayos de viabilidad para células, tejidos y órganos conservados". Criobiología . 26 (3): 212–231. doi : 10.1016 / 0011-2240 (89) 90016-3 . ISSN 0011-2240 . PMID 2743785 .
- ^ "Descripción general de las sondas para la viabilidad celular, la proliferación celular y la función de células vivas — Sección 15.1 - EE . UU . " . www.thermofisher.com . Consultado el 4 de marzo de 2020 .
- ^ a b c d Niles AL, Moravec RA, Worzella TJ, Evans NJ, Riss TL (4 de marzo de 2013). "Ensayos de detección de alto rendimiento para la evaluación de la citotoxicidad". En Steinberg P (ed.). Métodos de detección de alto rendimiento en pruebas de toxicidad . John Wiley & Sons, Inc. págs. 107-127. doi : 10.1002 / 9781118538203.ch5 . ISBN 978-1-118-53820-3.
- ^ Lindner B, Seydel U (enero de 1983). "Análisis espectrométrico de masas de cambios inducidos por fármacos en el contenido de Na + y K + de células bacterianas individuales" . Revista de Microbiología General . 129 (1): 51–5. doi : 10.1099 / 00221287-129-1-51 . PMID 6339677 .
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Otras lecturas
- Stoddart MJ (2011). Viabilidad de células de mamíferos: métodos y protocolos . Métodos en Biología Molecular. 740 . Nueva York, NY: Springer. doi : 10.1007 / 978-1-61779-108-6 . ISBN 978-1-61779-107-9.
- Riss TL, Moravec RA, Niles AL, Duellman S, Benink HA, Worzella TJ, et al. (2004). "Ensayos de viabilidad celular" . En Sittampalam GS, Grossman A, Brimacombe K, et al. (eds.). Manual de orientación de ensayos . Bethesda (MD): Eli Lilly & Company y el Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales. PMID 23805433 .