Líneas celulares
Con los sucesivos pasajes o subcultivos, un cultivo primario forma una línea celular. Este término implica la presencia de varios linajes celulares de fenotipos similares o distintos.
Así, al seleccionar uno de los linajes celulares por clonado o por separación celular física o por cualquier otra técnica de selección, para tener ciertas propiedades específicas que han sido identificadas en la masa de células del cultivo, esta línea celular se transforma en lo que se conoce como cepa celular (o cell strain).
Líneas celulares humanas establecidas
Una de las primeras líneas celulares humanas, obtenida de Henrietta Lacks, quien falleció de cáncer de útero a partir del cual se obtuvieron estas células. El cultivo de células HeLa que se muestra en la imagen fue teñido con Hoescht que se une al ADN coloreando de azul el núcleo.
Las líneas celulares originadas a partir de tejido de seres humanos presentan controversias bioéticas, ya que pueden sobrevivir a los organismos parentales y ser utilizadas para el descubrimiento de tratamientos médicos muy lucrativos después del falleciemiento de las personas que las produjeron. Una decisión pionera en este aspecto fue el fallo de la Suprema Corte de California que en 1990 determinó que los pacientes no tienen derechos propietarios sobre las líneas celulares derivadas de órganos retirados con su consentimiento.5 Se estima que aproximadamente el 20% de las líneas celulares humanas no corresponden al tipo de células que generalmente se asume que son.6 Esto se debe a que algunas líneas celulares crecen más rápido que otras y pueden contaminar cultivos de otras líneas celulares y, con el tiempo, sobrecrecer y desplazar a las células originales. El contaminante más común es la línea celular HeLa. Este hecho no es significativo cuando se estudian las propiedades generales del metabolismo celular pero es muy importante en la investigación médica enfocada en un tipo específico de células. Los resultados de tales investigaciones contendrán errores, si no están completamente equivocados en sus conclusiones, con posibles consecuencias para los desarrollos terapéuticos basados en ellos.
Aplicaciones del cultivo celular
El cultivo masivo de líneas celulares animales es fundamental para la manufactura de vacunas virales y diversos productos biotecnológicos. Los productos biológicos producidos mediante la tecnología del ADN recombinante en cultivo celular incluyen enzimas, hormonas sintéticas, inmunobiológicos (anticuerpos monoclonales, interleucinas, linfoquinas y agentes anticancerígenos). A pesar de que muchas proteínas pueden producirse mediante ADN recombinante en cultivos bacterianos, las proteínas más complejas que son glicosiladas (modificadas mediante el agregado de carbohidratos) deben producirse en células animales. Un ejemplo relevante de tales proteínas complejas es la hormona eritropoyetina. Actualmente, se están realizando investigaciones para producir tales proteínas complejas en células de insectos o de plantas superiores, debido al alto costo que implica producir tales proteínas complejas en células de mamíferos.
Vacunas
En la actualidad las vacunas para enfermedades como el polio, sarampión, paperas, rubéola y varicela se producen en cultivos de células de mamíferos. El peligro que representa una posible pandemia de influenza por la cepa H5N1 se están realizando activas investigaciones con el fin de producir dicho virus en cultivos celulares, financiadas por el gobierno de Estados Unidos. En marzo del 2009 se usó esta técnica para producir la primer partida de vacunas (destinadas al testeo) para la influenza H1N1 en El D.F. Entre las ideas novedosas se encuentra el uso de vacunas basadas en ADN recombinante con vectores derivados de adenovirus humanos, causantes del resfrío común, o el uso de adyuvantes.
Estudios que emplean cultivos celulares
Como ejemplo de áreas de investigación fuertemente dependientes de las técnicas de cultivo celular son:
- Virología: establecimiento de condiciones de cultivo de virus animales y de plantas, producción de vacunas antivirales,...
- Investigación del cáncer
- Inmunología
- Ingeniería de proteínas. Por la producción de proteínas en líneas celulares: interferón, insulina, hormona de crecimiento.
- Estudios de interacción y señalización celular, en la diferenciación y en el desarrollo.
- Aplicaciones diagnósticas. Por ejemplo en medicina y farmacología destacan el análisis cromosómico de células crecidas a partir de muestras de amniocentesis, detección de infecciones virales, ensayos de toxicidad,...
- Aplicaciones médicas: mantenimiento y producción de tejido para trasplantes.
- Aplicaciones industriales y agronómicas: producción pro reproducción "in vitro" de clones de plantas de interés comercial.
Salud ocupacional: Mediante ensayos citogenéticos que permiten detectar daño genético a nivel celular, donde los cultivos de linfocitos de sangre periférica son una herramienta para aplicar ensayos como: Ensayo de Micronucleos (MN), aberraciones cromosómicas (AC), Intercambio de Cromatides Hermanas (ICH, a trabajadores expuestos a algún agente citotóxico.
Métodos de cultivo de virus
El cultivo de los virus requiere un sustrato de células de mamíferos, plantas, hongos o bacteria como hospedadores para el crecimiento y replicación de los virus. En las condiciones adecuadas se pueden generar virus enteros, virus recombinantes o productos virales en células diferentes a los hospedadores naturales. Dependiendo de la especie del virus y el tipo celular que se utiliza como sustrato, la replicación viral puede resultar en la lisis de la célula hospedadora y la formación de placas de lisis virales.
Líneas celulares humanas
60 líneas de cáncer del Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos
Base de datos ESTDAB
HeLa (cáncer cervical)
Hep-G2 (cáncer de hígado)
HepaRG (cáncer de hígado)
DU145 (cáncer de próstata)
Lncap (cáncer de próstata)
MCF-7 (cáncer de mama)
MDA-MB-438 (cáncer de mama)
PC3 (cáncer de próstata)
T47D (cáncer de mama)
THP-1 (leucemia mieloide aguda)
U87 (glioma)
SHSY5Y células de neuroblastoma humano, clonadas a partir de mieloma múltiple
Saos-2 cells (cáncer óseo)
Líneas celulares de Primates
Vero (células epiteliales de riñón de mono verde Africano Chlorocebus. Línea celular iniciada en 1962)
Líneas celulares de ratón
MC3T3 (embrionaria craneal)
Líneas celulares de plantas
Nicotiana tabaccum cv. BY-2 (mantenida como un cultivo de células en suspensión, sirven como modelo de estudio en células vegetales)
