Belangrijk verschil - Primaire versus secundaire celcultuur
Voordat we het verschil tussen primaire en secundaire celcultuur bespreken, laten we eerst kort definiëren wat celcultuur is. Celkweek is het proces van het verwijderen van cellen van een dier of plant en de daaropvolgende groei in een kunstmatig gecontroleerde omgeving. De cellen kunnen direct uit het weefsel worden verwijderd en door enzymatische of mechanische methoden worden gedesaggregeerd of kunnen worden afgeleid van een reeds gevestigde kweek. Het belangrijkste verschil tussen primaire en secundaire celcultuur is dat cellen voor primaire celcultuur rechtstreeks uit een dierlijk of plantaardig weefsel worden verkregen, terwijl cellen voor secundaire celcultuur worden verkregen uit een reeds gevestigde primaire cultuur. Daarom is secundaire cultuur een nieuwe cultuur die voortkomt uit de primaire cultuur.
Laten we verder kijken naar de betekenis van primaire en secundaire celcultuur om ze beter te kunnen onderscheiden.
Wat is primaire celcultuur?
Primaire celcultuur is het loskoppelen van cellen van een ouderdier of plantaardig weefsel door enzymatische of mechanische maatregelen en het handhaven van de groei van cellen in een geschikt substraat in glazen of plastic containers onder gecontroleerde omgevingsomstandigheden. Cellen in de primaire cultuur hebben hetzelfde karyotype (aantal en uiterlijk van chromosomen in de kern van een eukaryote cel) als die cellen in het oorspronkelijke weefsel. Primaire celcultuur kan in twee worden ingedeeld op basis van het soort cellen dat in de kweek wordt gebruikt.
Verankeringsafhankelijke of hechtende cel - Deze cellen hebben een bijlage nodig voor groei. Hechtende cellen zijn meestal afkomstig van weefsels van organen, bijvoorbeeld van nieren waar de cellen onbeweeglijk zijn en ingebed in bindweefsel
Verankering onafhankelijke of suspensiecellen - Deze cellen hebben geen bijlage nodig voor groei. Met andere woorden, deze cellen hechten niet aan het oppervlak van het kweekvat. Alle suspensieculturen zijn afgeleid van cellen van het bloedsysteem; witte bloedcellymfocyten worden bijvoorbeeld gesuspendeerd in plasma
Cellen afgeleid van primaire culturen hebben een beperkte levensduur. Cellen kunnen om verschillende redenen niet voor onbepaalde tijd worden vastgehouden. Toenemende celaantallen in de primaire cultuur leiden tot uitputting van substraat en voedingsstoffen. Ook zal cellulaire activiteit geleidelijk het niveau van toxische metabolieten in de kweek verhogen, waardoor verdere celgroei wordt geremd.
In dit stadium moet een secundaire of een subcultuur worden uitgevoerd om een continue celgroei te garanderen.
Wat is secundaire celcultuur?
Zoals hierboven beschreven, wanneer cellen in hechtende culturen al het beschikbare substraat innemen of wanneer cellen in suspensieculturen het vermogen van het medium om verdere groei te ondersteunen, overtreffen, begint celproliferatie te verminderen of volledig te stoppen. Om een optimale celdichtheid te behouden voor aanhoudende groei en om verdere proliferatie te stimuleren, moet de primaire cultuur worden gesubkweekt. Dit proces staat bekend als secundaire celcultuur.
Tijdens de secundaire celcultuur worden cellen uit de primaire cultuur overgebracht naar een nieuw vat met vers groeimedium. Het proces omvat het verwijderen van de vorige groeimedia en het loskoppelen van aangehechte cellen in hechtende primaire culturen. Secundaire celkweek is periodiek vereist om cellen te voorzien van groeiruimte en verse voedingsstoffen, waardoor de levensduur van cellen wordt verlengd en een aantal cellen in de cultuur wordt uitgebreid.
Secundair kweken van een bepaald volume van een primaire kweek in een gelijk volume vers groeimedium maakt langdurig onderhoud van cellijnen mogelijk. Secundair kweken tot een groter volume vers groeimedium wordt toegepast om het aantal cellen te vergroten, bijvoorbeeld in industriële processen of wetenschappelijke experimenten.
Wat is het verschil tussen primaire celcultuur en secundaire celcultuur?
Omdat we de twee termen nu afzonderlijk hebben begrepen, zullen we de twee vergelijken om andere verschillen ertussen te vinden.
Wanneer primaire en/of secundaire celcultuur gebruiken
Dit hangt af van wat je wilt leren en wat voor soort experiment je uitvoert.
Primaire celcultuur: dit is het proces dat moet worden gebruikt om cellen uit het betreffende ouderweefsel te kweken. Cellen in primaire cultuur zullen een eindige levensduur hebben door uitputting van substraat en voedingsstoffen en ophoping van toxines, met bevolkingsgroei. Primaire cultuur kan, ondanks de scheidingstechnieken die bij het isolatieproces worden gebruikt, verschillende soorten cellen bevatten. Dit is echter mogelijk geen probleem bij alle soorten experimenten en in dergelijke gevallen kan alleen primaire cultuur worden gebruikt.
Secundaire celcultuur: Gewoonlijk is het aantal cellen dat wordt verkregen uit de primaire cultuur bij experimenten onvoldoende. Secundaire celcultuur geeft de mogelijkheid om de celpopulatie uit te breiden en ook om de levensduur te verlengen. Het maakt verdere selectie van cellen mogelijk met behulp van een selectief medium en maakt genotypische en fenotypische uniformiteit in de populatie mogelijk. Dit proces wordt gebruikt om replicaculturen te genereren voor basiskarakterisering, conservering en experimenten.
Overeenstemming met ouderlijk weefsel
Primaire celcultuur: Cellen voor primaire celcultuur worden rechtstreeks verkregen uit een dierlijk of plantaardig weefsel. Vandaar dat cellen in de primaire cultuur sterk lijken op het ouderlijk weefsel en dienovereenkomstig kan de biologische respons dichter bij een in vivo situatie liggen dan die van een secundaire celcultuur.
Secundaire celcultuur: Secundaire celcultuur is afkomstig van een primaire celcultuur. Hoewel subkweken de levensduur van cellen verlengt, bestaat de mogelijkheid dat cellen na een paar fasen worden getransformeerd of dat ze de controle verliezen over het niet meer dan een bepaald aantal keren delen. Dit kan het gevolg zijn van mutaties of genetische veranderingen in primaire cellen tijdens het subkweken. Sommige micro-organismen hebben bijvoorbeeld de neiging zich aan te passen aan kweekomstandigheden, die meestal verschillen van hun natuurlijke omgeving, door hun biologie te veranderen.
Kweekproces – Cellen verkrijgen
Primaire celcultuur: in de primaire celcultuur zal dierlijk of plantaardig weefsel fasen doorlopen van spoelen, dissectie en mechanische of enzymatische desaggregatie. Gedesaggregeerd weefsel zal een verscheidenheid aan verschillende celtypen bevatten, en dit kan de toepassing van een scheidingstechniek vereisen om cellen van belang te isoleren.
Secundaire celcultuur: in secundaire celcultuur, als de primaire cultuur een hechtende cultuur is, is de eerste stap het losmaken van cellen van de aanhechting (oppervlak van kweekvat) door mechanische of enzymatische middelen. Vervolgens moeten de cellen van elkaar worden losgemaakt om een enkele celsuspensie te vormen.
Aantal cellen in cultuur
Primaire celcultuur: het is niet wenselijk om een absolute eencellige suspensie te hebben, omdat veel primaire cellen beter overleven in kleine clusters.
Secundaire celcultuur: het is voldoende om een enkele celsuspensie te genereren.
Levensduur van cultuur
Primaire celcultuur: primaire celculturen hebben een beperkte levensduur. Zoals hierboven uitgelegd, komt dit omdat de groei van cellen substraat en voedingsstoffen uitput en leidt tot accumulatie van toxische metabolieten. Als gevolg hiervan neemt de groeisnelheid van cellen geleidelijk af, wat leidt tot de dood van cellen.
Secundaire celcultuur: Secundaire celcultuur verlengt de levensduur van cellen. Periodieke subkweek kan onsterfelijke cellen produceren door transformatie of genetische wijziging van primaire cellen.
Besmettingsrisico
Primaire celcultuur: Primaire celculturen zijn moeilijker te verzorgen. In het algemeen hebben primaire celculturen een rijk mengsel van aminozuren, micronutriënten, bepaalde hormonen en groeifactoren nodig. Hierdoor is het risico op besmetting in primaire celculturen groter dan in secundaire celculturen.
Secundaire celcultuur: Secundaire celculturen zijn relatief gemakkelijk te onderhouden en het risico op besmetting is lager dan die van primaire celculturen.
In dit artikel hebben we geprobeerd de termen primaire celcultuur en secundaire celcultuur te begrijpen, gevolgd door een vergelijking om de belangrijkste verschillen tussen beide te benadrukken. Het fundamentele verschil ligt in hoe cellen zijn afgeleid van cultuur; cellen voor primaire celkweek worden rechtstreeks verkregen uit een dierlijk of plantaardig weefsel, terwijl cellen voor secundaire celkweek worden verkregen uit een reeds gevestigde primaire cultuur.
