Guia completa de cultiu cel·lular i enginyeria de teixits

Fonaments del cultiu cel·lular

Reptes en cultius cel·lulars

• Creació i millora de models de cultiu cel·lular 3D.
• Automatització i cribratge d'alt rendiment (HTS).
• Desenvolupament de cultius de cèl·lules mare i edició genètica.
• Transició cap a medis lliures de components animals (ACF) i químicament definits.

Limitacions

• Expertesa necessària.
• Control ambiental.
• Quantitat i cost.
• Inestabilitat genètica i fenotípica.
• Identificació del tipus cel·lular.

Potència cel·lular

• Totipotents: Cèl·lula i teixits extraembrionaris.
• Pluripotents: No formen placenta.
• Multipotents: Mateix teixit o òrgan.
• Oligopotents: Unes quantes cèl·lules.
• Unipotents: Cèl·lules mare hematopoètiques (diverses cèl·lules sanguínies multipotents).

Condicions i fases del cultiu

Fase sòlida: Contenidors i superfícies

• Contenidors: Vidre, plàstic (poliestirè): T-flask, plaques Petri, biorreactors, roller bottles.
• Substrats d'adhesió 2D: Plàstic tractat, filtres de membrana, polímers proteics (col·lagen I i IV, gelatina, fibronectina), feeder layers.
• Substrats d'adhesió 3D: Scaffolds, hidrogels biodegradables, microcarriers porosos.

Fase gasosa i líquida

• CO2: Sistema buffer (bicarbonat o HEPES).
• Medis: Basals (DMEM) i complexos (RPMI).
• Sèrum: Aporta factors de creixement i proteïnes. Cal validació (BrdU, WST-1).

Disgregació i selecció

Mètodes de disgregació

• Mecànica: Trituració o pipeteig.
• Enzimàtica: Degradació de la matriu extracel·lular (col·lagenasa, tripsina + EDTA).

Selecció cel·lular

• FACS: Citometria de flux (mida i fluorescència).
• MACS: Separació magnètica.

Línies cel·lulars i autenticació

Tècniques d'autenticació

• Anàlisi d'isoenzims: Detecta contaminacions i errors d'identitat.
• Anàlisi citogenètica: Cariotip, FISH, SKY.
• Perfils STR: Alta precisió i rapidesa.
• DNA Barcoding: Detecció de contaminació entre espècies (marcador COI).

Cèl·lules mare (Stem Cells)

• ESC (Embrionàries): Proliferació indefinida, pluripotents.
• ASCs (Adultes): Multipotents, mantenen l'homeòstasi.
• iPSCs: Cèl·lules somàtiques reprogramades (factors de Yamanaka: Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc).

Biorreactors i escalat

• Tipus: Tanc agitat, Air Lift, llit fix, membrana, fotobiorreactor, d'un sol ús.
• Escalat: Procés per passar de laboratori a producció industrial mantenint l'eficiència.

Enginyeria de teixits

• Components: Cèl·lules + Scaffold + Factors de creixement.
• Vascularització: Reptes en l'aportació d'O2 i nutrients.
• Organ-on-chip: Dispositius microfluídics per a proves de fàrmacs.

Micropropagació vegetal

• Fases: Iniciació, multiplicació, arrelament i aclimatació.
• Vitrificació: Problema per excés de citocines o humitat.

Cultiu de calls i protoplasts

• Suspensions cel·lulars: Cultiu en medi líquid per a producció massiva.
• Hibridació somàtica: Fusió de protoplasts per generar híbrids.

Obtenció d'haploides

• Androgènesi: Cultiu d'anteres o microspores.
• Ginogènesi: Obtenció a partir del gametòfit femení.
• Mètode Bulbosum: Eliminació cromosòmica per obtenir haploides.