Prawidłowe wykorzystanie hipoksji do wzrostu kultur komórkowych

Symulacja rzeczywistych warunków fizjologicznych w inkubatorze CO2 stanowi duże wyzwanie dla technologii w ramach hodowli kultur komórkowych in vitro w przypadku wrażliwych komórek zwierzęcych. Dotyczy to zarówno badania kultur komórek ludzi, jak i innych ssaków. W niniejszym artykule wyjaśniamy, dlaczego stężenie tlenu odgrywa decydującą rolę dla wzrostu komórek.

Hipoksja jako czynnik przyspieszający wzrost

Hodowla kultur komórkowych in vitro w przypadku wrażliwych kultur komórkowych ssaków w inkubatorze CO2 stanowi duże wyzwanie dla stosowanej techniki laboratoryjnej. Celem jest z reguły symulacja rzeczywistych warunków fizjologicznych. Do ich stworzenia służy przede wszystkim pożywka oraz odpowiednie naczynie, jednak istotną rolę odgrywa także inkubator, kontrolując cztery ważne czynniki: temperaturę, stężenie CO2, osmolalność oraz ciśnienie parcjalne tlenu.

Normoksja jako kryterium idealnego wzrostu komórek

Decydującą rolę w symulowaniu ludzkiego organizmu jako „środowiska roboczego” odgrywa także prawidłowa regulacja tlenu, mająca wpływ na zachowanie komórek, przeważnie rozpoznawalne jako szybsze namnażanie się. Standardowy poziom tlenu u zdrowego człowieka nosi nazwę normoksji. Określa ona fizjologiczne ciśnienie parcjalne tlenu w tkance komórkowej. Wyniki badań z ostatnich lat pokazują, że stężenie tlenu w różnych rodzajach komórek ludzkiego organizmu jest bardzo zróżnicowane, często wynosząc przy tym mniej niż standardowo przyjmowana w laboratoriach wartość 21 procent (normoksja).

Precyzyjna regulacja stężenia tlenu

Przykładowo tkanka tłuszczowa charakteryzuje się stężeniem tlenu wynoszącym około dziesięciu do piętnastu procent, podczas gdy w szpiku kostnym stężenie to wynosi od sześciu do siedmiu procent.

Wiele rodzajów komórek najlepiej rozwija się przy obniżonym poziomie tlenu. Niższe stężenie tlenu lepiej symuluje rzeczywiste warunki fizjologiczne. Stężenie tlenu poniżej wartości standardowej (normoksja) oznacza hipoksję.

Zastosowanie inkubatorów CO2 w hodowli kultur komórkowych

W związku z hodowlą kultur komórkowych in vitro w inkubatorze CO2 pojęcie hipoksji nie oznacza badania obrazu choroby związanej z niedoborem tlenu (poza przypadkami wyjątkowymi), lecz hodowlę kultur komórkowych w warunkach obniżonego poziomu tlenu.

Obszar zastosowania jest bardzo szeroki, a jego klasycznym przykładem jest badanie komórek macierzystych. Warunki hipoksji nadają się także do badania kultur komórek pierwotnych i zarodkowych.

Inkubatory CO2 wykorzystywane do takich celów muszą być wyposażone w regulację poziomu tlenu. Oprócz wykorzystania hipoksji umożliwiają one także stworzenie warunków hiperoksji (21-90%), przydatnych do badania wrażliwych tkanek, jak płuca czy siatkówka.

Zasady stosowania warunków hipoksji zostały określone między innymi w „Dobrej Praktyce Laboratoryjnej” (GLP). Nasza lista kontrolna informuje o najważniejszych aspektach badań zgodnych z GLP. Tutaj możesz pobrać ją bezpłatnie!

Kontrolowane obniżanie poziomu tlenu do określonego stałego poziomu to skomplikowany proces, który należy powtarzać przy każdym otwarciu komory. Inkubatory CO2, które potrafią sprostać temu zadaniu, są rzadkością. Dodatkowo każde otwarcie komory testowej stwarza ryzyko zwiększenia pH w medium i tym samym powstania alkalozy kultur komórkowych w wyniku szybkiego spadku zawartości CO2. Dlatego dobre inkubatory zapewniają krótki czas powrotu do odpowiedniego poziomu CO2.

Inkubatory CO2 marki BINDER serii CB przeznaczone do hodowli kultur komórkowych w warunkach hipoksji

Inkubatory CO2 marki BINDER serii CB oferują optymalne warunki wzrostu dla hodowli kultur komórkowych i tkankowych, precyzyjną kontrolę stężenia tlenu poprzez wyparcie do 0,2% obj. oraz sterowaną poprzez program sterylizację gorącym powietrzem przy 180°C. Seria BINDER CB to klasa premium obsługująca wszystkie wrażliwe procesy inkubacji. Dzięki bogatemu asortymentowi opcji i akcesoriów inkubatory te w odpowiednim wariancie bez problemu sprostają złożonym zadaniom hodowlanym bądź indywidualnie określonym warunkom wzrostu przy niskim stężeniu tlenu. Więcej danych i faktów dotyczących serii CB podano tutaj.

Do badań podstawowych w zakresie wyczuwania, sygnalizowania i dostosowania hipoksji niezbędne są stabilne i reprodukowalne stężenia O2, krótkie czasy powrotu do zadanych wartości oraz oszczędne wykorzystanie gazu. O tym, jakie czynniki należy uwzględnić przy zakupie inkubatora CO2 informujemy w naszym przewodniku dla kupujących inkubatory CO2.