در مقالات قبل در مورد محیط های کشت سلول صحبت شد و همان طور که گفته شد محیط های کشت پایه باید با سرم تکمیل شوند. در این مقاله به اختصار به بررسی سرم FBS و مزایای استفاده از آن در کشت سلول میپردازیم:

FBS رایج ترین مکمل مورد استفاده در محیط های کشت سلولی حیوانی است. FBS مورد استفاده در کشت سلولی حاوی فاکتورهای رشد بیشتری نسبت به سایر محیط های سرم حیوانی است و دارای مزیت داشتن سطوح بسیار پایین آنتی بادی است. FBS سرشار از اجزای پروتئینی پیچیده، مواد مغذی کمیاب و هورمون های مورد نیاز برای چسبندگی، رشد و تکثیر سلول های مختلف است.

FBS   محصول جانبی خون است که از  جنین گاو از طریق  سیستمی  در کشتارگاه گرفته می شود. در دهه 1950، زمانی که FBS به کشت سلولی وارد شد، تصور می شد که FBS تنها رشد سلولی را تحریک می کند.  بعداً مشخص شد که FBS حاوی اجزای ضروری مورد نیاز برای اتصال سلولی، تکثیر و نگهداری است، مانند آلبومین سرم، فتوئین، هورمون‌ها، ویتامین‌ها، عناصر کمیاب و فاکتورهای رشد.

FBS  غنی از فاکتورهای رشد است و حاوی سطوح پایین گاما گلوبولین ها است که فعالیت مهاری رشد سلولی دارند بنابراین، برای سلول هایی که تکثیر آنها در کشت دشوار است و برای کلونینگ مناسب است با این حال،  استفاده از سرم از گوساله های جنینی از نظر اخلاقی همیشه مشکل ساز بوده است، و دو انجمن علمی در سال 2013 درخواستی را برای همه بیولوژیست های سلولی منتشر کردند که استفاده از FBS را متوقف کنند و به یک جایگزین تغییر دهند. این دادخواست در سال 2018 تمدید شد  FBS را می توان از جنین به دست آورد که دام ماده در دوران بارداری به طور تصادفی ذبح شود. بنابراین، نه تنها تمام سیستم های بارداری و پرورش به شدت کنترل می شود، بلکه در کشورهایی مانند کره که حیوانات باردار را نمی توان ذبح کرد، محققان اجازه دریافت FBS را ندارند.

علاوه بر این، با توسعه فن آوری تشخیص بارداری، فرصت های بدست آوردن تصادفی FBS به تدریج کاهش می یابد. بنابراین، توسعه ماده ای که بتواند جایگزین FBS شود، مهم است. علاوه بر این، نظرات بسیاری نیز وجود دارد که FBS آلوده به ویروس ها و میکروارگانیسم های مختلف یک خطر بالقوه برای سلامتی است. مشکل دیگر این است که فرآیند دریافت FBS منظم  نیست که ممکن است معایبی مانند عرضه ناپایدار و افزایش قیمت FBS ایجاد کند. اگرچه FBS حاوی فاکتورهای رشد، هورمون‌ها و مواد مغذی مختلف است، اما محتوای اندوتوکسین بالایی نیز دارد و می‌تواند منبع بالقوه آلاینده‌های میکروبی از جمله قارچ‌ها، باکتری‌ها، ویروس‌ها و پریون‌ها باشد.

درحالی‌که سایر سرم‌های حیوانی (مانند اسب، خرگوش، بز، خوک و غیره) در دسترس هستند و مورد استفاده قرار می‌گیرند، سرم جنین گاوی همچنان بیشترین استفاده را دارد. سرم جنین گاو حاوی مقدار کمی گاماگلوبولین، سطوح بالاتر فاکتورهای رشد و پروتئین‌های مکمل کمتری نسبت به سرم گوساله و گاو بالغ است.

این امر FBS را برای تکثیر رشد سلولی ایده‌آل می‌کند و در عین حال احتمال اتصال یا لیز شدن سلول‌های پستانداران در کشت را کاهش می‌دهد و ترجیح سرم جنین گاوی را نسبت به سرم گاو تازه متولد شده، اهداکننده یا بالغ توجیه می‌کند.

فواید FBS

سرم با غلظت 2 تا 10 درصد به محیط کشت اضافه می‌شود تا فاکتورهای چسبندگی، مواد مغذی و هورمون‌ها را برای سلول‌های پستانداران فراهم کند و همچنین در برابر اختلالاتی مانند تغییرات pH و اندوتوکسین‌ها به عنوان بافر عمل کند. FBS  دارای محتوای بالایی از عوامل محرک رشد جنینی مانند هورمون‌ها، پروتئین‌های حامل و پروتئین‌های ماکرومولکولی است. همچنین دارای سطوح پایینی از آنتی‌بادی‌ها و سایر اجزای بازدارنده رشد است.

کریس اسکنلون، مدیر توسعه تجاری‌سازی سرم FBS، توضیح می‌دهد که مزیت بالای FBS در فواید بالای فاکتورهای آن نهفته است. FBS به‌طورکلی از مطلوب‌ترین سرم‌ها است، زیرا از جنین گرفته شده است و هنوز در معرض محیط قرار نگرفته است.

یکی دیگر از این مزایا، جهانی بودن FBS است. سرم اسب ممکن است برای انواع خاصی از کاربردها خوب باشد، اما FBS یک سرم جهانی است که تقریباً در هر برنامه‌ای می‌توانید از آن استفاده کنید. برای محققانی که نیاز به سرم برای کاربردهای مختلف در یک پروژه واحد دارند، FBS بهترین انتخاب است زیرا برای هر نوع هدفی کاربرد دارد  و در نتیجه استفاده از محصول را ساده می‌کند.

فرآیند به دست آوردن FBS

آماده سازی FBS شامل حذف عوامل انعقادی است که رشد سلول را مهار می کنند. با این حال، با ترکیبات ناشناخته، ممکن است ایمنی زایی و گسترش پریون ها وجود داشته باشد. با این وجود، FBS یک افزودنی محیط سلولی جهانی است که می‌تواند تقریباً برای همه سلول‌ها استفاده شود، و چون تحت تأثیر اکثر مواد شیمیایی قرار نمی‌گیرد، احتمال کمتری دارد که بر کشت سلول تأثیر منفی بگذارد.

  1. معمولاً در کشتارگاه های تولید گوشت ، جنین گرفته می شود.
  2. سپس جنین در فضای استریل استریل می شود و با وارد کردن سوزن به داخل جنین خون جمع آوری می شود.
  3. خون جمع آوری شده در بسته بندی استریل و در یخچال نگهداری می شود تا انعقاد خون را تقویت کند تا سرم با خلوص بالا به دست آید. سپس سرم زرد شفاف را می توان با سانتریفیوژ در یخچال جدا کرد. این کار اجزای سلولی و فاکتورهای انعقادی را از خون لخته شده حذف می کند.
  4. خون جمع آوری شده در بسته بندی استریل و در یخچال نگهداری می شود تا انعقاد خون را تقویت کند تا سرم با خلوص بالا به دست آید. سپس سرم زرد شفاف را می توان با سانتریفیوژ در یخچال جدا کرد. این کار اجزای سلولی و فاکتورهای انعقادی را از خون لخته شده حذف می کند.
  5. سرم از طریق یک زنجیره فیلتراسیون برای استفاده برای کشت سلولی فیلتر می شود (معمولا فیلتراسیون سه گانه 0.1 میکرومتر). یک فرآیند مشابه برای حذف آلودگی باکتریایی بالقوه ضروری است اما نمی تواند ویروس را به طور کامل از بین ببرد. در صورت لزوم، ممکن است سرم بیشتر با تابش (اشعه گاما) استریل شود.
  6. سپس بسته بندی و برچسب گذاری استریل انجام می شود و نمونه ها تا زمان استفاده در آزمایشگاه منجمد می شوند. این فرآیند تخریب مواد فعال بیولوژیکی را کاهش می دهد که به رشد سلول کمک می کند و می تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت نهایی FBS تأثیر بگذارد.

 

 

به عنوان یک ماده بیولوژیکی،  FBS باید به خوبی مراقبت و نگهداری شود تا از تخریب آن جلوگیری شود. مؤثرترین روش نگهداری،  فریز کردن سرم است.FBS بهتر است  در دمای 10-  درجه سانتیگراد و پایین تر نگهداری شود و برای ذوب کردن دما باید  بین 2 تا 8 درجه باشد.

همان طور  که گفته شد  برای چندین دهه، استفاده از سرم جنین گاوی در سراسر آزمایشگاه‌ها در سراسر جهان رایج بوده است. محبوبیت آن همچنان در ضروری بودن آن به عنوان مکمل در کاربردهای کشت سلولی و بافتی است.

تحقیقات بر خواص ارزشمند FBS تکیه کرده‌اند. چندی از کاربردهای آن شامل موارد زیر است:

  1. تأمین فاکتورهای هورمونی برای تکثیر و رشد سلولی
  2. تحریک تمایز سلولی
  3. تولید واکسن
  4. تأمین مواد مغذی، عناصر کمیاب، پروتئین‌های انتقال، عوامل چسبندگی و گسترش
  5. انجماد
  6. ایجاد محیط مناسب برای رشد با عوامل تثبیت کننده و سم‌زدایی

Heat inactivated

در گذشته از گرم کردن سرم تا دمای 56 درجه سانتی گراد به مدت 30 دقیقه برای غیرفعال کردن سیستم کمپلمان برای سنجش ایمنی استفاده می شد. همچنین گزارش شده است که فعال سازی حرارتی باعث غیرفعال کردن سایر مهارکننده های نامشخص رشد سلولی در کشت می شود. با این حال، این عمل کار فشرده و پرهزینه است. این پروتکل باید دقیقاً رعایت شود زیرا دمای بیش از حد یا طولانی مدت ممکن است برخی از عوامل رشد را از بین ببرد. در سال‌های گذشته،  از سرم‌های غیرفعال شده با حرارت برای کشت سلولی خود برای غیرفعال کردن پروتئین مکمل موجود در سرم نوزاد گوساله استفاده می‌کردند. از آنجایی که ما به سرم جنین گاوی تغییر کرده ایم، دریافتیم که غیرفعال سازی حرارتی برای اکثر رده های سلولی ضروری نیست.

ساخت محیط کشت کامل

از مواد مورد احتیاج برای ساختن محیط کشت سلولی می توان به  محیط کشت که بسته به نوع سلول  تنوع متعددی دارد مثل DMEM و RPMI و…  اشاره کرد و برای سرم مورد نیاز از FBS  10% استفاده می شود البته بسته به نوع سلول ، نوع تست و.. می توان این درصد متغیر باشد.

در این مقاله سعی شد مختصرا به FBS ، تاریخچه و فرایند به دست آوردن آن پرداخته شود.