Cultivo Celular: Técnicas Esenciales, Aplicaciones Biotecnológicas y Fundamentos Clave

Cultivo Celular: Definición y Fundamentos Esenciales

El cultivo celular se refiere a los procedimientos que hacen posible el mantenimiento de células de organismos pluricelulares in vitro, manteniendo sus características fisiológicas, bioquímicas y genéticas.

Tipos de Cultivos Celulares

Cultivo de Órganos

Consiste en mantener un órgano entero o parte de él en interfase entre un medio de cultivo artificial y una atmósfera controlada. Presenta una vida limitada para los tipos celulares, la estructura histológica y la arquitectura. No pueden propagarse. Se utilizan para estudiar interacciones y relaciones intercelulares.

Cultivo de Explantes

Se basa en adherir un fragmento de tejido a una superficie (placa o frasco de cultivo) y nutrirlo con medio de cultivo. Las células periféricas se multiplican y proliferan a partir de este fragmento.

Cultivo de Células

Se realiza a partir de suspensiones celulares que se introducen en un recipiente adecuado junto con medio de cultivo y se incuban en condiciones óptimas para que proliferen.

Según la procedencia de la suspensión celular:

• Cultivo Primario: Suspensión celular obtenida por disgregación de células de un tejido mediante métodos mecánicos o enzimáticos, resultando en una mezcla celular compleja.
• Cultivo Secundario: Suspensión celular obtenida a partir de un cultivo primario, de otro cultivo secundario ("pase"), o a partir de una línea celular congelada.

Aplicaciones del Cultivo Celular en Investigación y Biotecnología

Investigación Básica:

• Estudio de aspectos relacionados con el metabolismo celular.
• Análisis de interacciones celulares.

Investigación Aplicada:

• Inmunología: Para la producción de anticuerpos monoclonales.
• Virología: Para el desarrollo y producción de vacunas.
• Farmacología: Para el cribado y desarrollo de fármacos.
• Toxicología: Para pruebas de toxicidad de diversas sustancias.

Otras Aplicaciones Relevantes:

• Producción in vitro de tejidos y órganos funcionales.
• Estudio de células madre dirigido a terapia celular y medicina regenerativa.

Curva de Crecimiento del Cultivo Celular: Fases Clave

La concentración de células en un cultivo varía a lo largo del tiempo, siguiendo fases distintivas:

• 1. Fase de Latencia: Aproximadamente 24 horas. Durante esta fase, no hay crecimiento celular significativo; incluso puede observarse una ligera disminución en el número de células mientras se adaptan al nuevo medio.
• 2. Fase de Crecimiento Exponencial: Dura entre 6 y 7 días. Las células proliferan rápidamente, duplicando su número de forma exponencial hasta alcanzar el número máximo de células que el medio puede soportar.
• 3. Fase Estacionaria: Dura entre 6 y 7 días. El número de células se mantiene constante, ya que la tasa de proliferación se equilibra con la tasa de muerte celular o la limitación de nutrientes.

Tipos de Crecimiento Celular en Cultivo

Crecimiento en Monocapa:

Las células crecen adheridas sobre una superficie sólida (plástico o vidrio). Son "dependientes de anclaje", lo que significa que necesitan adherirse para crecer. Es el método más utilizado en laboratorios.

Etapas de desarrollo en monocapa:

• 1. Adhesión a la superficie: Las células se adhieren al sustrato de cultivo.
• 2. Proliferación y formación de colonias: Las células se multiplican y forman colonias sobre la superficie.
• 3. Inhibición por contacto: El crecimiento se detiene cuando las células entran en contacto entre sí, formando una monocapa confluente.

Crecimiento en Suspensión:

Las células proliferan dispersas en el seno del medio de cultivo, sin necesidad de adherirse a una superficie.

Etapas de desarrollo en suspensión:

• 1. Adaptación al medio de cultivo: Las células se adaptan a las nuevas condiciones del medio líquido.
• 2. Proliferación en suspensión: Las células se multiplican libremente en el medio.
• 3. Inhibición por densidad: El crecimiento se detiene cuando la densidad celular alcanza un umbral crítico, debido a la limitación de nutrientes o la acumulación de productos de desecho.

Comportamiento Vital de las Células Tras Pases

Línea Celular Primaria:

Es una población celular obtenida directamente a partir de un tejido u órgano mediante un cultivo primario. Se mantiene en cultivo por pases seriados durante un tiempo limitado, ya que las células tienen una capacidad de división finita.

Línea Celular Continua:

Es una población celular que, a diferencia de la primaria, ha adquirido la capacidad de proliferar indefinidamente in vitro. Se obtiene a partir de un cultivo primario y se mantiene en cultivo por tiempo ilimitado mediante pases seriados, a menudo debido a una transformación espontánea o inducida.

Factores Clave que Intervienen en el Cultivo Celular

• Soporte físico: La superficie o el medio donde las células crecen.
• Composición y propiedades del medio de cultivo: Nutrientes, factores de crecimiento, pH, osmolaridad.
• Atmósfera gaseosa: Niveles controlados de CO2 y O2.
• Condiciones de incubación: Temperatura, humedad y esterilidad.