استفاده از مهندسی سلول و بیوانفورماتیک برای بهبود فرآیندهای کشت سلولی

معرفی تکنیک پرکاربرد Cell Culture

با گسترش علوم زیستی و متدهای آزمایشگاهی در دهه اخیر، آشنایی با محیط کشت سلولی اهمیت بسیاری پیدا کرده است. کشت سلول به فرآیندی گفته می‌شود که در آن سلول‌های جانوری در آزمایشگاه، در یک محیط کشت مخصوص کشت داده می‌شوند. البته این معمول‌ترین تعریفی است که تکنیک کشت سلول را معرفی می‌کند. امروزه انواع متفاوت کشت سلول‌ توسط پژوهشگران انجام می‌شود. تکثیر یاخته‌های پروکاریوتی، بافت یا اندام‌های گیاهی و جانوری نیز در محیط مصنوعی توسط تکنیک Cell Culture انجام می‌شود.

محیط کشت سلولی

محیط کشت سلول به محیطی گفته می‌شود، که در آن شرایط لازم برای برای رشد، تکثیر و بقای سلول‌ها فراهم است. محیط‌های کشت یا بر پایه مواد مشتق شده از محصولات طبیعی شکل می‌گیرند، و یا در ساخت آن‌ها از مواد مصنوعی شیمیایی استفاده می‌شود. محیط کشت با توجه به نوع سلول هدف، دارای مواد مغذی مورد نیاز برای رشد سلول است. سپس با قرارگیری محیط کشت در انکوباتور، دمای مناسب برای بقا و تکثیر سلول‌ها فراهم می‌شود.

ترکیبات مهم و ضروری محیط کشت

محیط کشت شامل اسید‌های آمینه، ویتامین‌ها، کربوهیدارت‌ها، نمک‌های معدنی، هورمون‌ها و سایر مواد مغذی لازم برای رشد سلول است. محیط کشت سلول و تمام ترکیبات آن باید استریل و عاری از هرگونه میکروب و پاتوژن باشد. از این‌رو پس از آماده‌سازی محیط کشت و قبل از استفاده، آن‌ها را در انکوباتور قرار می‌دهند، تا از استریل بودن محیط کشت مطمئن شوند. همچنین pH محیط کشت و تنظیم آن اهمیت بسیار دارد. به همین منظور محیط‌های کشت شامل سیستم بافری هستند.

علاوه بر ترکیبات ضروری برای رشد سلول، از آنتی‌بیوتیک‌ها نیز برای کنترل آلودگی‌های قارچی و باکتریایی استفاده می‌شود. البته استفاده از این آنتی‌بیوتیک‌ها باید با توجه به حساسیت سلولی صورت گیرد، تا در متابولیسم سلول اختلال ایجاد نکند.

سرم به عنوان جزء بافری محیط کشت، منبع اصلی کربوهیدارت‌ها‌، پروتئین‌ها، اسیدهای آمینه، هورمون‌ها، ویتامین‌ها و مواد معدنی است. بنابراین از مهم‌ترین اجزاء محیط کشت سلولی محسوب می‌شود. </p>

نکاتی مهم درباره استفاده از انواع محیط‌های کشت

پیش از استفاده از محیط کشت باید دو نکته را در نظر بگیرید:

1. قبل از استفاده از محیط‌های کشت، ابتدا باید اطلاعات دقیق از هدف پژوهش مورد نظرتان را کسب کنید.
2. پس از آن، نوع و ترکیبات مخصوص مورد استفاده در محیط کشت را انتخاب کنید.

پس از اینکه با توجه به هدف آزمایش نوع محیط کشت‌تان را انتخاب کردید، باید دستورالعمل‌ها و راهنمایی‌های لازم در مورد نحوه انجام تکنیک کشت سلول را آموزش ببینید. نحوه ساخت، استریلیزاسیون و بهینه‌سازی محیط پس از کشت از جمله موارد اساسی هستند که باید قبل از انجام فرآیند کشت، در موردشان به صورت تئوری و عملی آموزش ببینید.

بیوانفورماتیک و کاربردهای آن در فرآیندهای کشت سلولی

<p>طی سال‌های گذشته گام‌های مهمی در فرآیندهای کشت سلولی برداشته شده است. هم‌اکنون نیز پیشرفت‌های مربوط به توسعه خطوط سلولی و استراتژی‌های مهندسی سلول دیده میشود. از این‌رو دانشمندان نیز اهمیت استراتژی‌های علوم محاسباتی برای بهبود فرآیندهای کشت سلولی را متوجه شده‌اند.

امروزه با تمرکز بر استفاده از ابزارهای ژنومیک و پروتئومیکس و کاربرد آنها در چنین تلاش‌هایی میتوان مطالعاتی با استفاده از تکنیک “omic” برای درک مواردی همچون موارد زیر انجام داد:

• مکانیسم‌های سلولی
• سنتز و ترشح محصول
• تکثیر سلولی
• تاثیر محیط فیزیک و شیمیایی
• و …

اگر میخواهید اهمیت ادغام داده‌های ژنومیک و پروتئومیکس، برای تجزیه و تحلیل مسیرهای بیولوژیکی را متوجه شوید، پیشنهاد میکنیم مقاله Using cell engineering and omic tools for the improvement of cell culture processes را با کلیک کردن بر روی این لینک مطالعه کنید.

تکنیک‌های محاسباتی در کنار تکنیک‌های تجربی

اگر تا حال در زمینه experimental biology فعال بودید، امروز وقت آن رسیده که به فکر فراگیری تکنیک‌های محاسباتی و بیوانفورماتیکی باشید. هم‌اکنون در عصر Big Data قرار داریم و مخصوصا دانشمندان حوزه بیولوژی باید فراگیری بیوانفورماتیک را در اولویت خود قرار دهند تا بتوانند داده‌های حجیم زیستی خود را به خوبی مدیریت کنند.

اگر شما هم تصمیم به فراگیری علم بیوانفورماتیک را گرفته‌اید، کمپ بیوانفورماتیک در کنار شما است. شما میتوانید با کلیک کردن بر روی این لینک قدم اول یادگیری بیوانفورماتیک را بردارید.