کاربردهای تکنیک کشت سلولی

کشت سلول و بافت، در قالب­‌های مختلف آن، بیش از یک قرن است که وجود دارد. در این مدت، این تکنیک از پژوهش در مورد چگونگی رشد سلول‌ها در شرایط آزمایشگاهی، به یک ابزار کاملاً کاربردی در درمان بیماری­های پیچیده همچون سرطان، دیابت و آلزایمر، ترمیم ضایعات بافتی و استخوانی، و تولید واکسن و آنتی بادی تبدیل شده است. تکنیک کشت سلولی، امروزه در زیست‌شناسی سلولی و مولکولی، ویروس‌شناسی، آسیب‌شناسی سلولی، مهندسی زیستی، مهندسی بافت، پزشکی و داروسازی صنعتی در مقیاسی که قبلاً هرگز توسط پدیدآورندگان اولیه آن تصور نمی‌شد، توسعه یافته است.

اهمیت و مزایای مطالعات و فنون کشت سلولی

مطالعات کشت سلولی نسبت به مطالعات انسانی و حیوانی مزایای متعدد و غیر قابل انکاری دارد. در روش کشت سلولی می­‌توان مقادیر انبوه از سلول­‌های یکسان و کنترل شده داشت و آزمایشات تکرارپذیر و متنوع زیستی و پزشکی بر روی آنها انجام داد. صرفه اقتصادی و سرعت عمل بالای این تکنیک­‌ها عامل موثر دیگری بر رشد و توسعه روزافزون استفاده از تکنیک کشت سلولی در تحقیقات مدرن زیست پزشکی شده است. از طرفی، روش‌­های سلولی پیچیدگی اخلاقی کار با حیوانات و انسان را نیز ندارد و نیاز به کشتن موجودات زنده نیست.

ویژگی­‌های آموزش اصول و مبانی کشت سلولی

آموزش حاضر بصورت کاملاً کاربردی و بر مبنای جدیدترین یافته­‌ها و رفرنس­‌های مطالعات سلولی تهیه شده است. در جلسات مختلف این آموزش شما با مبانی و اصول کشت سلول بطور پایه­‌ای و اساسی آشنا خواهید شد از جمله تاریخچه پیدایش کشت بافت و سلول، بیولوژی سلول، طراحی و چیدمان آزمایشگاه کشت سلولی، تجهیزات و مواد لازم آزمایش­‌ها، تکنیک­‌های عملی کشت، ایمنی، اخلاق زیستی مطالعات سلولی، ظروف کشت، مکمل‌­ها و انواع محیط کشت، استریلیزاسیون، پاساژ رده­‌های سلولی، تعیین هویت سلول، آلودگی میکروبی و جلوگیری از آن، فریز کردن و نگهداری سلول‌­ها.

آموزش اصول و مبانی کشت سلول توسط استاد باتجربه جناب آقای دکتر گرانمایه تدریس شده است که سابقه بیش از 10 سال کار پژوهشی در آزمایشگاه کشت سلولی در داخل و خارج از کشور را دارند و همچنین سالیان متمادی درس اصول کشت بافت و سلول را در دانشگاه تدریس کرده‌­اند.

با مشاهده این آموزش شما با کسب دانش کافی قادر خواهید بود رفتار و نیازهای سلول­‌ها را بخوبی درک کرده و در تحقیقات آزمایشگاهی و مطالعات خود گامی بزرگ به جلو بردارید. بسیاری از مجهولات شما برطرف شده و از آزمون و خطاهای بی مورد و تلف کردن زمان و هزینه و خطرات احتمالی پرهیز خواهید کرد و قادر به طراحی اتاق کشت و کار عملی با انواع سلول­‌ها خواهید بود. همچنین این آموزش منبع جامعی برای واحدهای درسی کشت سلولی و آزمون­‌های مربوطه نیز می­‌باشد.

فهرست مطالب آموزش اصول و مبانی كشت سلول

فصل اول: مقدمه

پیشینه تاریخی، رشد کشت بافت در مطالعات، کاربردهای کشت بافت، مزایای کشت بافت، کنترل محیط، خصوصیات و همگنی نمونه‌ها، جنبه اقتصادی، مقیاس و مکانیزاسیون (دقت)، محدودیت‌ها، مهارت، کمیت و مقدار (هزینه)، تمایززدایی (Dedifferentiation) و انتخاب (Selection)، منشاء سلول‌ها، بی ثباتی، تفاوت‌های عمده در برون تن، انواع کشت بافت، کشت اندام (ارگان)، کشت ریزنمونه اولیه (Primary explant culture)، کشت سلول، کشت ارگانوتیپیک

فصل دوم: زیست شناسی سلول‌های کشت شده

محیط و فضای کشت، چسبندگی سلولی، اتصالات بین سلولی، رشد سلول­‌های A549 بر روی ماتریژل، چرخه سلولی، پیشرفت چرخه سلولی، توقیف (Arrest) چرخه سلولی، تمایز از سلول‌­های بنیادی، تمایز و تکثیر، تعهد (Commitment) و برگشت‌پذیری (Reversibility) ، تعامل و سیگنال‌دهی سلولی، منشاء سلول‌های کشت شده، شروع کشت، تکامل رده‌های سلولی (Cell lines) ، پیری، دگرگونی (Transformation) و توسعه رده سلولی پیوسته، سیر تکاملی یک رده سلولی، تعداد کروموزوم‌های رده‌های سلولی میرا و نامیرا

فصل سوم: طراحی و چیدمان آزمایشگاه

آزمایشگاه کشت بافت کوچک، آزمایشگاه کشت بافت متوسط، آزمایشگاه کشت بافت با اتاق آماده سازی مجاور، آزمایشگاه کشت بافت بزرگ، تعادل فشار هوا، اتاق گرم، سینک ظرفشویی و پیپت شوی، محل نگهداری نیتروژن مایع و Cryostore

فصل چهارم: تجهیزات و مواد

الزامات آزمایشگاه کشت بافت، هود جریان لامینار (تیغه‌ای)، طرح پیشنهادی برای یک ایستگاه کاری جریان لامینار، کنترل‌کننده پیپت، پیپتتورها، توزیع کننده بطری مدرج، دستگاه پخش سرنگ، توزیع کننده اتوماتیک، پرکننده پلیت و پلیت خوان، دستگاه انتقال میکروتیتراسیون، مکش محیط، راه اندازی پمپ آسپیراسیون، میکروسکوپ­‌های معکوس، میکروسکوپ تشریح، سانتریفیوژها، شمارنده‌های سلولی الکترونیکی، محفظه‌های کشت، طراحی انکوباتور CO₂، ضبط کننده دما، انکوباتور قفسه‌­ای غلتکی، همزن مغناطیسی، ماشین شستشوی ظروف شیشه‌ای، خالص‌ساز آب، استریلیزاسیون، اتوکلاوها، لوله‌ها

فصل پنجم: تکنیک آسپتیک

خطر آلودگی، احتمال آلودگی، سطح کار کشت بافت، جریان لامینار، جریان هوا در هودهای جریان لامینار، عناصر محیط آسپتیک، سطح کار، چیدمان سطح کار، چیدمان هود جریان لامینار افقی، چیدمان محل کار روی میز باز، نگه داشتن درب و پمپ خلا، بشر پساب، قرار دادن پیپت در کنترلر پیپت، فلاسک‌های کج، ظروف جعبه ای، گاز دهی فلاسک

فصل ششم: ایمنی، اخلاق زیستی و اعتبارسنجی

ظروف شیشه‌ای و اقلام تیز، سیلندر پیپت بیش از حد پر شده، قرار دادن ایمن پیپت در دستگاه پیپت، گیره سیلندر گاز، فلاسک برای استریل کردن الکلی ابزار، کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی BSC

فصل هفتم: ظروف و بسترهای کشت

چسبیدن و رشد، مواد متداول بستر، پوشش بستر، لایه های تغذیه دهنده (Feeder) ، مورفولوژی در لایه های تغذیه دهنده (Feeder) ، انتخاب ظرف کشت، بازده سلول و مساحت، پلیت‌های چند‌چاهی و میکروپلیت‌ها، دیش‌­های (ظروف) پتری، فلاسک‌های چند سطحی، فلاسک‌های همزن، تهویه ظروف پتری و فلاسک‌ها، ویال‌ها و فلاسک‌های درپوش پیچدار، رشد غیر تصادفی (Nonrandom) ، کشت فیبر توخالی (Hollow-Fiber)

فصل هشتم: محیط‌ها و مکمل‌های مشخص

ویژگی­‌های فیزیکوشیمیایی محیط، pH، CO₂ و بی­‌کربنات، بافر کردن، بافر کردن با HEPES و بی‌­کربنات، اکسیژن، نمایش شماتیک تومور هیپوکسیک، اتاقک هیپوکسی، انکوباتور تریگاس، ایستگاه کاری هیپوکسی، اسمولالیته، اسمومتر، دما، ویسکوزیته، محیط کامل، اجزای محیط کامل، اسیدهای آمینه، ویتامین­‌ها، نمک­‌ها، گلوکز، مکمل‌های آلی (Organic Supplements) ، هورمون­‌ها و عوامل رشد (Growth Factors) ، آنتی بیوتیک­‌ها، سرم، ذخیره دسته (Batch) ، غیرفعال­سازی حرارتی (Heat Inactivation)

فصل نهم: محیط‌های بدون سرم

معایب سرم، مزیت­‌های محیط‌های بدون سرم، معایب محیط‌های بدون سرم

فصل دهم: آماده‌سازی و استریلیزاسیون

آماده‌سازی معرف‌ها و مواد، استریل کردن دستگاه‌ها و مایعات، تأثیر رطوبت بر دمای اتوکلاو، شستشو و استریل کردن ظروف شیشه‌ای، استریل کردن بطری‌های درب‌دار، پیپت شوی سیفون، شستشو و استریل کردن پیپت‌ها، سوراخ‌گیر پیپت نیمه اتوماتیک، فور استریل کننده، بسته‌بندی درپوش پیچی برای استریلیزاسیون، تصفیه آب، درجات خلوص آب، فیلتراسیون استریل، فیلترهای استریل کننده یکبار مصرف، فیلتراسیون پمپ پریستالتیک، مجموعه فیلتر درون خطی در مقیاس بزرگ، گزینه‌های فیلتراسیون استریل، فیلترهای قابل استفاده مجدد، کشت میکروبیولوژیکی، آزمایش کشت محیط و سرم، آزمایش محیط با راندمان پلیتینگ، تست رشد در پلیت­‌های چند چاهی، ذخیره سازی

فصل یازدهم: کشت اولیه

پروتئازهای مورد استفاده در تفکیک، جداسازی بافت، جنین موش، مجموع وزن مرطوب و بازده سلول‌ها در هر جنین موش، تشریح موش، جنین جوجه، برداشتن جنین جوجه از تخم، انواع کشت اولیه، گزینه‌هایی برای کشت اولیه، کشت ریزنمونه اولیه، تفکیک تریپسین-گرم، صافی سلولی، تفکیک تریپسین-سرد، تریپسینیزاسیون گرم و سرد، تشریح جنین جوجه، تفکیک بافت توسط کلاژناز، تفکیک مکانیکی

فصل دوازدهم: پاساژ و رده‌­های سلولی

اهمیت مورفولوژی سلولی، سلول­‌های ناسالم، تعویض محیط، حجم، عمق و سطح، محیط نگهداری (Holding medium)، منحنی رشد و نگهداری، معیارهای پاساژ، مدیریت رده­‌های سلولی مختلف، یادداشت کردن (Labeling)، پاساژ (Subculture) کشت تک لایه، چرخه رشد در تراکم‌­های مختلف سلولی، پاساژ سریالی، خطاهای تقسیم، کشت همزن، رشد سلول­‌های HL-60  در حالت معلق (Suspension)، کشت­‌های موازی و آنتی بیوتیک­‌ها

فصل سیزدهم: احراز هویت و اعتبارسنجی

شناسایی نادرست (Misidentification) و آلودگی متقابل (Cross-contamination) ، روش‌های فعلی در احراز هویت، اثر انگشت (Fingerprints) DNA، نمونه ای از تولید و تفسیر پروفایل STR، علت‌ها و پیشگیری از شناسایی نادرست و آلودگی متقابل، توالی‌یاب DNA، تعیین گونه‌های سلولی حیوانی از طریق بارکدگذاری DNA، نقشه پلیت بارکد DNA، تجزیه و تحلیل ایزوآنزیم، الکتروفورز ایزوآنزیمی، آماده‌سازی کروموزوم، رنگ آمیزی کروموزوم، آماده‌سازی کاریوتیپ

فصل چهاردهم: آلودگی میکروبی

منابع آلودگی، آلودگی میکروبی قابل مشاهده، انواع آلودگی، اهمیت توجه به مایکوپلاسماها در کشت سلول، تشخیص مایکوپلاسما با روش PCR

فصل پانزدهم: انجماد و بانک سلولی

پیشینه نظری انجماد سلولی، تراکم سلولی، محیط انجماد، میزان خنک شوندگی، منحنی انجماد، کرایوویال‌ها (Cryovials) روی نی (Cane) با عایق برای خنک‌شوندگی آهسته، خنک کننده‌های بلوکی (Block Coolers)، فریزر قابل برنامه‌ریزی، فریزرهای نیتروژن مایع، طراحی فریزر نیتروژن، انجماد سلول‌ها، ثبت رده سلولی، ثبت فریزر، تاو سلول‌ها، بانکداری سلول، جایگزینی کشت سریالی، کانتینر حمل و نقل برای سلول‌ها