Skillnad mellan primär och sekundär cellkultur

Huvudskillnad - Primär vs sekundär cellkultur
 

Innan vi diskuterar skillnaden mellan primär och sekundär cellkultur, låt oss först kort definiera vilken cellkultur som är. Cellodling är processen att avlägsna celler från ett djur eller en växt och efterföljande tillväxt i en artificiellt kontrollerad miljö. Cellerna kan direkt avlägsnas från vävnaden och disaggregeras genom enzymatiska eller mekaniska metoder eller kan härledas från en kultur som redan har etablerats. Den viktigaste skillnaden mellan primär och sekundär cellkultur är det celler för primärcellodling erhålls direkt från ett djur eller växtvävnad, medan celler för sekundärcellskultur erhålls från en redan etablerad primärkultur. Därför är sekundärkulturen en ny kultur som härrör från primärkulturen.

Låt oss se längre in i betydelsen av primär- och sekundärcellskulturen för att skilja dem bättre.

Vad är primärcellkultur?

Primärcellkultur är disassociationen av celler från ett föräldra- eller växtvävnad genom enzymatiska eller mekaniska åtgärder och upprätthåller tillväxten av celler i ett lämpligt substrat i glas- eller plastbehållare under kontrollerade miljöförhållanden. Celler i primärkultur har samma karyotyp (antal och utseende av kromosomer i kärnan i en eukaryot cell) som de cellerna i den ursprungliga vävnaden. Primärcellodling kan klassificeras i två baserat på typen av celler som används i odling.

• Förankringsberoende eller vidhäftande cell - Dessa celler kräver en bilaga för tillväxt. Vidhäftande celler är vanligtvis härledda från organens vävnader, till exempel från njure där cellerna är immobila och inbäddade i bindväv.

• Förankringsoberoende eller upphängningsceller - Dessa celler kräver inte en bilaga för tillväxt. Med andra ord fäster dessa celler inte på ytan av odlingsbehållaren. Alla suspensionskulturer härrör från celler från blodsystemet; till exempel suspenderas vit blodcellslymfocyt i plasma.

Celler härrörande från primära kulturer har en begränsad livslängd. Celler kan inte hållas obestämt på grund av flera anledningar. Ökande celltal i primärkulturen kommer att leda till utmattning av substrat och näringsämnen. Dessutom kommer cellaktivitet gradvis att öka nivån av toxiska metaboliter i odlingen som hämmar ytterligare celltillväxt.

Vid detta skede måste en sekundär eller en subkultur utföras för att säkerställa kontinuerlig celltillväxt.

Vad är sekundär cellkultur?

Såsom beskrivits ovan, när celler i vidhäftande kulturer upptar allt tillgängligt substrat eller när celler i suspensionskulturer överstiger mediets kapacitet för att stödja ytterligare tillväxt, börjar cellproliferation minska eller helt upphöra. För att upprätthålla optimal celltäthet för fortsatt tillväxt och för att stimulera ytterligare proliferation måste primärkulturen subkultureras. Denna process är känd som sekundärcellskultur.

Under den sekundära cellkulturen överförs celler från primärkultur till ett nytt kärl med färskt tillväxtmedium. Processen innefattar att avlägsna tidigare tillväxtmedia och disassocierande adhererade celler i vidhäftande primära kulturer. Sekundär cellodling krävs regelbundet för att tillhandahålla celler med växande utrymme och färska näringsämnen, varigenom livslängden för cellerna expanderas och ett antal celler i kulturen expanderas.

Sekundär odling av en viss volym av en primärkultur i en lika stor volym färskt tillväxtmedium möjliggör långsiktigt underhåll av cellinjer. Sekundär odling i en större mängd färskt tillväxtmedium praktiseras för att öka antalet celler, exempelvis i industriella processer eller vetenskapliga experiment.

Vad är skillnaden mellan primärcellkultur och sekundär cellkultur?

Som vi nu har förstått de två termerna separat, kommer vi att jämföra de två för att hitta andra skillnader mellan dem.

När man ska använda primär och / eller sekundär cellkultur

Det beror på vad du vill lära dig och vilken typ av experiment du utför.

Primärcellskultur: Detta är processen som ska användas för att odla celler från föräldravävnaden i oro. Celler i primärkulturen kommer att ha en begränsad livslängd på grund av utmattning av substrat och näringsämnen och uppbyggnad av toxiner, med befolkningstillväxt. Primärkultur, trots separeringsteknikerna som används i isoleringsprocessen, kan innehålla flera typer av celler. Detta kan dock inte vara ett problem i alla typer av experiment och i sådana fall kan primärkultur ensam användas.

Sekundär cellkultur:  Vanligen är antalet celler som erhållits från primärkultur otillräckliga vid experiment. Sekundär cellodling ger möjlighet att expandera cellpopulationen och förlänger livslängden. Det möjliggör ytterligare selektion av celler med användning av ett selektivt medium och möjliggör genotyp och fenotypisk enhetlighet i populationen. Denna process används för att generera replika kulturer för grundläggande karaktärisering, bevarande och experiment.

Likhet med föräldravävnad

Primärcellskultur: Celler för primärcellodling erhålls direkt från ett djur eller växtvävnad. Följaktligen liknar cellerna i primärkulturen nära sin föräldravävnad och följaktligen kan det biologiska svaret vara närmare en in vivo-situation än den hos en sekundär cellkultur.

Sekundär cellkultur: Sekundär cellodling härstammar från en primär cellodling. Även om subkulturen förlänger livslängden hos cellerna, finns det möjlighet att celler efter några få faser kan transformeras eller kan förlora kontrollen om att inte dela mer än en viss mängd gånger. Detta kan vara på grund av mutationer eller genetiska förändringar i primära celler under subkultur. Exempelvis tenderar vissa mikroorganismer att anpassa sig till kulturen, vilket är mest avvikande från sin naturliga miljö genom att ändra sin biologi.

Process av odling - Att erhålla celler

Primärcellskultur: I primär cellodling kommer djur- eller växtvävnad att gå igenom faser av sköljning, dissektion och mekanisk eller enzymatisk disaggregering. Disaggregerad vävnad kommer att innehålla en mängd olika celltyper, och detta kan kräva antagandet av en separationsteknik för att isolera celler av intresse.

Sekundär cellkultur: Vid sekundärcellkultur är, om den primära kulturen är en vidhäftande kultur, det första steget att avlägsna celler från fästet (ytan av odlingsbehållaren) med mekaniska eller enzymatiska medel. Därefter måste cellerna avlägsnas från varandra för att bilda en enkelcellsuspension.

Antal celler i kultur

Primärcellskultur: Det är inte önskvärt att ha en absolut enkelcellsuspension, eftersom många primära celler överlever bättre i små kluster.

Sekundär cellkultur: Det är tillräckligt att generera en enda cellsuspension.

Livstidspanel av kultur

Primärcellskultur: Primärcellkulturer har begränsade livslängder. Som förklarats ovan beror det på att tillväxten av celler avgaser substrat och näringsämnen och leder till ackumulering av toxiska metaboliter. Som en följd av detta faller tillväxten av celler gradvis, vilket leder till cellernas död.

Sekundär cellkultur: Sekundär cellodling förlänger livslängden hos celler. Periodisk subkultur kan producera odödliga celler genom transformation eller genetisk förändring av primära celler.

Risk för förorening

Primärcellskultur: Primärcellkulturer är svårare att ta hand om. Generellt behöver primära cellkulturer en rik blandning av aminosyror, mikronäringsämnen, vissa hormoner och tillväxtfaktorer. Som ett resultat är risken för kontaminering i primära cellkulturer högre än sekundära cellkulturer.

Sekundär cellkultur: Sekundära cellkulturer är relativt lätt att underhålla, och risken för kontaminering är lägre än primära cellkulturer.

I denna artikel har vi försökt förstå termerna primärcellskultur och sekundärcellskultur följt av en jämförelse för att markera viktiga skillnader mellan dem. Den grundläggande skillnaden ligger i hur celler härrör från kulturen; celler för primärcellodling erhålls direkt från ett djur eller växtvävnad, medan celler för sekundärcellskultur erhålls från en redan etablerad primär kultur.

referenser: Cellkulturens grunder - En handbok av Invitrogen och Gibco Freshney, R. I. (2006). Grundläggande principer för cellkultur. Centrum för onkologi och tillämpad farmakologi.   Image Courtesy: "Cell Culture" av Umberto Salvagnin (CC BY 2.0) via Flickr