Begriffsdefinitionen Zellkultur

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Zellarten[Bearbeiten]

Beginnt man eine Zellkultur, so muss man zuerst festlegen, mit welcher Art von Zellen man arbeitet. Primärkulturen werden direkt aus Organismen gewonnen und beinhalten in der Regel eine Anzahl verschiedener Zellarten. Da sie direkt aus einem lebenden Gewebe entnommen wurden, zeigen sie eine größtmögliche Ähnlichkeit zu den Zellen des Spendekörpers und sind deswegen interessant für die Forschung. Die Tatsache, dass sie mehrere Zellarten enthalten, erschwert jedoch die Kultivierung, da die einzelnen Zellarten meist eine unterschiedliche Teilungsrate besitzen. Isoliert man aus solch einem Gemisch eine einzelne Zellart und kultiviert sie, so erhält man eine Zelllinie - eine Kultur bestehend aus optisch identischen Zellen, mit den selben spezifischen Eigenschaften. Weiterhin unterscheidet man zwischen adhärenten Kulturen und Suspensionskulturen. Letztere enthalten die Zellen frei schwimmend in Lösung. Ein Beispiel dafür wäre eine Kultur aus Lymphoblasten oder auch anderen Zellen, die im lebenden Organismus in keinem Gewebe eingebettet sind. Adhärente Zellen dagegen setzen sich auf der Gefäßwand des Kulturbehälters fest. Die meisten Zellen bilden adhärente Kulturen, da auch im lebenden Organismus die meisten Zellarten in Geweben organisiert sind. Die wachsenden Zellen bilden einen Monolayer und zeigen eine Kontaktinhibition.

Medium[Bearbeiten]

Allgemein benötigen Zellen verschiedene Stoffe und Supplemente zum Überleben und Wachsen. Diese werden über das Medium geliefert, in denen die Zellen wachsen. Einer der wichtigsten Bestandteile der Medien wird durch das Serum gestellt. Das wichtigste Serum ist dabei das fetale Kälberserum, FKS. Es wird aus ungeborenen Kälberfeten bei der Schlachtung gewonnen. In der Regel besteht das Medium aus 3-25% Serum.
Es gibt inzwischen zwar Medien, die kein Serum enthalten, allerdings gibt es keinen gleichwertigen Ersatz dafür, da die genaue Zusammensetzung von Serum noch unbekannt ist. Bekannt ist, dass Wachstumsfaktoren, Hormone, Adhäsionsfaktoren, Cytokine, Aminosäuren, Vitamine und noch viele weitere Verbindungen vorhanden sind. Aminosäuren werden allerdings noch weiter zugesetzt, um ein ausreichendes Depot für das Zellwachstum zu gewährleisten. Problematisch ist dabei, dass verschiedene Aminosäuren bei Zimmertemperatur in Lösung nicht haltbar sind. Besonders Glutamin stellt hier ein Problem dar. Um Glutamin dennoch den Zellen zugänglich zu machen, wird es als Dipeptid angeboten.
Eine weitere wichtige Komponente wird durch besondere Puffer- und Salzsysteme gestellt. Besonders Carbonat ist hier von großer Bedeutung. Es hat neben seiner Pufferfunktion auch eine nährende Funktion den Zellen gegenüber. Puffer sind deswegen wichtig, da die Zellen durch ihre Stoffwechselfunktionen das Medium langsam ansäuern würden. Das Carbonat im Medium ist auch der Hauptgrund, warum die Brutschränke in der Regel mit CO2 begast werden. Das Gas steht in Wechselwirkung mit dem gelösten Carbonat und hält dieses in Lösung.
Weitere wichtige Elemente sind Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Chlorid und Phosphor in Form von Phosphat. Die zweiwertigen Ionen Calcium und Magnesium werden dabei in größerer Konzentration dem Medium zugesetzt, wenn die zu untersuchende Kultur aus adhärenten Zellen gebildet wird, da diese Ionen wichtige Faktoren der Adhäsion und Zell-Zell Kontakte bilden.

Antibiotika[Bearbeiten]

Letztlich muss die Kultur vor Bakterien- und Pilzbefall geschützt werden, wobei bestimmte Konzentrationen von Antibiotika und Antimykotika zugesetzt werden. Die Gefahr dabei ist, dass resistente Linien entstehen können. Deswegen ist es hier von besonderer Bedeutung, die richtige Konzentration zu wählen. Diese Behandlung wirkt nicht gegen Viren, sodass hier eine weitere Bestrahlung des Mediums benötigt wird.