کشت سلول یا کشت بافت فرآیندی است که طی آن سلول ها تحت شرایط کنترل شده و عموماً خارج از محیط طبیعی خود، رشد می کنند. پس از جداسازی سلول‌های مورد نظر از بافت زنده، می‌توان آنها را تحت شرایط کنترل شده به دقت نگهداری کرد. سلول ها باید در دستگاهی به نام انکوباتور که دمای بدن انسان یعنی 37 درجه سانتیگراد را فراهم می کند، نگهداری شوند.
شرایط مطلوب برای هر نوع سلول متفاوت است، اما به طور کلی شامل یک ظرف مناسب با محیطی غنی است که فاکتورهای رشد، هورمون‌ها، گازهای CO2 و O2 و مواد مغذی ضروری شامل اسیدهای آمینه، کربوهیدرات‌ها، ویتامین‌ها و مواد معدنی را تامین می‌کند. به این محیط ذکر شده، محیط کشت یا Culture Media می گویند.
تاریخچه کشت سلولی:
اولین کشت سلولی پستانداران به اوایل قرن بیستم باز می گردد ؛ یعنی زمانی که این کار برای مطالعه رشد کشت‌های سلولی و رویدادهای فیزیولوژیکی طبیعی مانند رشد عصبی ایجاد شدند. راس هریسون در سال 1907 اولین رشد سلول عصبی را در شرایط آزمایشگاهی نشان داد. با این حال، در دهه 1950 بود که کشت سلول های حیوانی در مقیاس صنعتی انجام شد. با اپیدمی های عمده فلج اطفال در دهه های 1940 و 1950 و نیاز همراه آن به واکسن های ویروسی بود که نیاز به کشت سلولی در مقیاس بزرگ آشکار شد. واکسن فلج اطفال از یک ویروس غیرفعال شده به یکی از اولین محصولات تجاری ساخته شده از سلول های حیوانی کشت شده تبدیل شد.
در دهه‌های 1960 و 1970، روش‌هایی برای رشد سلول‌ها در محیط کشت با استفاده از سلول‌های HeLa توسعه یافت. این منجر به حوزه جدیدی از تحقیقات ( ژنتیک سلول های سوماتیک ) با توسعه رده های سلولی پایدار، گشت. مشاهده اینکه سلول‌های گونه‌های مختلف در محیط کشت به هم ادغام شدند، منجر به توسعه ژنتیک سلول‌های سوماتیک و در نهایت به تولید آنتی‌بادی‌های مونوکلونال شد.
هدف استفاده از کشت سلولی:
هدف اصلی کشت سلولی، رشد و نگهداری سلول‌ها در خارج از محیط طبیعی، فراهم کردن یک محیط کنترل‌شده برای مطالعه رفتار سلولی، انجام آزمایش‌ها و تولید محصولات بیولوژیکی است.
توسعه محیط‌های کشت پایه، دانشمندان را قادر می‌سازد تا با طیف وسیعی از سلول‌ها تحت شرایط کنترل‌شده کار کنند. این موضوع نقش مهمی در پیشبرد درک ما از رشد و تمایز سلولی، شناسایی فاکتورهای رشد و درک مکانیسم‌های سلولی دارد.
بسیاری از محصولات بیوتکنولوژی مانند واکسن های ویروسی اساساً به کشت انبوه رده های سلولی حیوانی وابسته هستند. اگرچه بسیاری از پروتئین‌های ساده‌تر با استفاده از DNA نوترکیب در کشت‌های باکتریایی تولید می‌شوند، اما پروتئین‌های پیچیده‌تری که گلیکوزیله شده‌اند باید در سلول‌های حیوانی ساخته شوند.
در حال حاضر، تحقیقات کشت سلولی با هدف بررسی تأثیر شرایط کشت بر روی زنده ماندن، بهره وری و پایداری تغییرات پس از ترجمه مانند گلیکوزیلاسیون، که برای فعالیت بیولوژیکی پروتئین‌های نوترکیب مهم هستند، انجام میشود. مواد بیولوژیکی مانند عوامل ضد سرطان، آنزیم ها، ایمونوبیولوژیک ها اینترلوکین ها، لنفوکین ها، آنتی بادی های مونوکلونال و هورمون ها توسط فناوری DNAنوترکیب در کشت سلول های حیوانی تولید می شوند.
انواع کشت سلولی :
کشت سلولی اولیه (Primary Cell Culture) :
این سلول ها مستقیماً از بافت ها و اندام ها از طریق تجزیه مکانیکی یا شیمیایی یا هضم آنزیمی به دست می آیند. این سلول ها در ظروف شیشه ای یا پلاستیکی مناسب با محیط های کشت پیچیده رشد می کنند.
مزایا و معایب کشت سلولی اولیه:
این کشت ها معمولاً سرعت رشد کمی دارند و ناهمگن هستند. با این حال، آنها هنوز هم بر رده های سلولی ترجیح داده می شوند زیرا این سلول ها بیشتر نماینده انواع سلول در بافت هایی هستند که از آن ها مشتق شده اند.این کشت ها بهترین مدل های تجربی برای مطالعات invivo را نشان می دهند. آنها مشابه کاریوتیپ والد هستند و ویژگی هایی را بیان می کنند که در سلول های کشت داده شده دیده نمی شوند. با این حال، به سختی به دست می آیند و طول عمر محدودی دارند. همچنین احتمال آلودگی توسط ویروس ها و باکتری ها نیز یک عیب بزرگ آن ها می باشد.
کشت سلولی ثانویه (Secondary Cell Culture) :
هنگامی که کشت های سلولی اولیه پاساژ (Passage)داده شوند و برای مدت طولانی در محیط تازه رشد کنند، کشت های ثانویه را تشکیل می دهند و به دلیل در دسترس بودن مواد مغذی تازه در فواصل منظم، برخلاف کشت های اولیه سلولی، ماندگاری طولانی دارند.
به دلیل رشد آسان و به آسانی در دسترس بودن آن ، کشت سلولی ثانویه ترجیح داده می شود.
مزایا و معایب کشت سلولی ثانویه:
این نوع کشت برای به دست آوردن جمعیت زیادی از سلول های مشابه مفید است. کشت های سلولی ثانویه ،ویژگی های سلولی خود را حفظ می کنند. عیب عمده این سیستم این است که سلول ها در طی یک دوره زمانی در کشت تمایز و جهش پیدا می کنند .
رده سلولی (Cell line) :
کشت اولیه، زمانی که پاساژ (passage) داده می شود، به رده سلولی یا سویه سلولی تبدیل می شود که بسته به طول عمر آن در کشت، می تواند محدود یا پیوسته باشد.
رده های سلولی بر اساس طول عمر محیط کشت به دو نوع دسته بندی می شوند:
رده های سلولی محدود (Finite cell lines) :
رده های سلولی با تعداد محدودی از نسل و رشد سلولی، رده های سلولی محدود نامیده می شوند. رشد این سلول ها آهسته است (24 تا 96 ساعت).ویژگی این سلول ها وابستگی به لنگرگاه و تراکم محدود می باشد.
رده های سلولی نا محدود (Indefinite Cell Lines) :
به رده های سلولی به دست آمده از رده های سلولی تبدیل شده در شرایط آزمایشگاهی و یا سلول های سرطانی ، رده های سلولی نامحدود گفته میشود. این رده ی سلولی می توانند به صورت تک لایه یا سوسپانسیون رشد کنند. این سلول ها به سرعت و با زمان تولید 12 تا 14 ساعت تقسیم می شوند و پتانسیل آن را دارند که به طور نامحدود پاساژ داده شوند. سلول Hela نمونه ای از این رده سلولی می باشد.
سلول Hela ، سلول های اپیتلیال انسانی هستند که از کارسینوم کشنده دهانه رحم تبدیل شده توسط ویروس پاپیلومای انسانی 18 به دست آمده اند. دستکاری و نگهداری رده های سلولی نامحدود آسان است. با این حال، این رده های سلولی تمایل به تغییر در یک دوره زمانی دارند.
در این مقاله سعی شد به صورت مختصر به مفهومی کلی از کشت سلول ، تاریخچه کشت سلول ، اهداف آن و انواع آن بپردازیم.