1e Ba BMW Celcultuur en immunochemie Merel De Ridder
Hoofdstuk 1: Inleiding
Geschiedenis
• Antibiotica: geen beschadiging van weefsel
• Cultuurmedia: omgeving van het weefsel
• Trypsine: aminozuur/enzym dat cellen kan loskoppelen
Wat is een virus?:
• Bevat capside (eiwitmantel rond genetisch materiaal)
• Kan zowel RNA als DNA zijn
• Virus heeft cel nodig om te kunnen groeien
• Gaat zich vasthechten aan cel met spikes (proteïnen binden met receptor van cel)
• Virus wordt opgenomen en gaat zich delen in de cel
• 2 soorten:
• Naakt virus: omhuld met capside (eiwitmantel), heel stabiel
• Virus met envelop: omhuld met capside en lipidenenvelop afkomstig van
celmembraan gastheercel, minder stabiel
Polio
Kinderverlamming
• Formaline geïnactiveerd polio vaccin:
• Virus in formol brengen --> formol behoudt de structuur van het virus, maar het is
niet meer actief (geïnactiveerd vaccin)
• Levend verzwakt polio vaccin:
• Virus deeltjes aan het gewoon maken te groeien in het labo
• Virus is verzwakt omdat het de mens niet kan infecteren (levend verzwakt vaccin)
HELA cells
Epitheelcellen gebruikt in kankeronderzoek
• kankercellen van Henrietta Lacks (baarmoederhalskanker) die in celcultuur zijn gebracht
• Eerste menselijke cellen die buiten het lichaam onbeperkt konden blijven delen
Hybridoma-technologie
B-cel produceert antilichaam tegen antigen
• Antigen kan aan het antilichaam binden
• Monoklonaal antilichaam (=mAb): tegen 1 bepaald stuk van antigen: 1 epitoop (specifiek)
• B-cellen uit milt van muis gehaald
• B-cellen hebben eindige levensduur (probleem in onderzoek!)
Hybridoma: B-cel die door fusie oneindige levensduur heeft
1
,1e Ba BMW Celcultuur en immunochemie Merel De Ridder
Cel en weefseltechnologie
• Implantaten: 3D-printing van cellen
• Skingrafting
• Cellen op de wonde leggen
• Bv. (1) diabetes zorgt voor minder goede genezing wonden en dus snellere infecties,
(2) brandwonden
Voordelen van celculturen
Controle van de omgeving
• Fysicochemische parameters: Temperatuur, pH, O2 en CO2, osmotische druk, isotoon
(0,9%NaCl)
• Fysiologische parameters: voedingsstoffen (+% serum)
• Minder fouten
Karakterisatie en homogeniteit
• Redelijk homogeen: cellen zijn ongeveer hetzelfde
• Let op: trypsine toevoegen zodat cellen van een monolaag van elkaar loskomen en dan delen
over verschillende flessen zodat ze niet sterven van met teveel aan elkaar gegroeid te zijn -->
vormen terug een monolaag
• 1 cyclus = 1 passage
• Na meer passages gaan de cellen minder goed groeien (oudere cellen)
• => jonge cellen invriezen in vloeibaar stikstof = cryostock
Kostprijs
• Veel goedkoper dan testen in proefdieren
• Niet veel materiaal nodig
Ethiek
Nadelen van celculturen
Expertise
• Aseptisch werken: je mag de cellen niet besmetten
• Bacteriën en schimmels groeien veel sneller dan cellen
Hoeveelheid
• Laboschaal kan max 109 cellen aan (maar een aantal gram cellen)
• Vaccin heeft veel meer cellen nodig
Instabiliteit
• Beperkte levensduur van normale cellen = senescentie
Cultuuromgeving versus in vivo
• 2D vs 3D
• Cel-cel vs cel-matrix interacties
• Beweeglijk vs ingesloten
• Een of 2 celtypes blijven over nl. degene die het snelst delen
• Oversimplificatie van het cultuurmedium
• Kunstmatige omgeving
• Zenuwstelsel en endocriene organen ontbreken
• Cellulair metabolisme is meer constant
• Energiemetabolisme: Glycolyse vs citroenzuurcyclus
2
,1e Ba BMW Celcultuur en immunochemie Merel De Ridder
Hoofdstuk 2: cel en weefselkweekculturen: definities
Orgaanculturen
= stukje weefsel dat je probeert in leven te houden (niet 1 celtype)
• Angiogenese: tumor wordt voorzien van eigen bloedvaten
• Om celcultuur hiervoor te maken: cellen nodig die bloedvaten aanmaken zoals
placenta --> stoffen toevoegen om te onderzoeken of ze angiogenese verminderen
Voordelen:
• verschillende celtypes: meer zoals in vivo
Nadelen:
• Telkens nieuw weefsel nodig
• Reproduceerbaarheid
Explant culturen
= rechtstreeks geïsoleerd uit het organisme
• Bv. huidbiopten, spierbiopten en tumorweefsel
Werkwijze
• Chirurgisch uitsnijden
• naaldbiopt
• Buitenste cellen gaan uitgroeien (hebben contact met plastic en kunnen hierdoor uitgroeien)
Voordelen:
• Cel-cel en cel-matrix interacties behouden
• Makkelijk manipuleerbaar
Nadelen:
• Beperkt houdbaar
• Cellen kunnen de-differentiëren
Primaire culturen
= cellen rechtstreeks afkomstig van een bepaald orgaan of weefsel
• Heterogene mix van verschillende celtypes
• Eerste keer in cultuur brengen dus primaire cultuur (meerdere celtypes)
Voordelen:
• Co-cultuur --> cel-cel interacties (crf in vivo)
• Ene celtype kan groeifactoren uitscheiden voor ander celtype
Nadelen:
• Instabiel: cellen die sneller delen nemen na en tijdje overwicht
• Samenstelling van primaire cultuur verandert in tijd
Eindige celculturen
= na subcultivatie van primaire celcultuur een beperkt aantal celdelingen na het in kweek brengen
(oa door telomeren)
• Eindige levensduur
• <--> Stamcellen genoeg telomerases
3
, 1e Ba BMW Celcultuur en immunochemie Merel De Ridder
Geïmmortaliseerde cellijnen
= cellen die oneindig lijken te delen = continue cellijnen
Normaal (eindige culturen) Continue (geïmmortaliseerde cellijnen)
eindig Oneindig
Oppervlakte nodig om te kunnen groeien (behalve Groeien op opp. of groeien in celsuspensie
bloedcellen) (vloeistof)
Contactinhibitie: groeit niet verder na contact: Geen contactinhibitie: geen monolaag
monolaag (kunnen 3D groeien)
Ontstaan
• In vivo (kankercellen)
• Spontaan (mutaties)
• Geïnduceerd (zelf een beetje foefelen)
Organotypische celculturen
= gedeeltelijke reassociatie om 3D structuur te creëren
• 2 monolagen boven elkaar laten groeien door 2 oppervlakten te voorzien
• Creëren van een model voor cellulaire interacties
• Geen weefselstructuur
Cel en weefselstructuren: SV
• Dissociatiecultuur en explantcultuur = een primaire cultuur
4
Hoofdstuk 1: Inleiding
Geschiedenis
• Antibiotica: geen beschadiging van weefsel
• Cultuurmedia: omgeving van het weefsel
• Trypsine: aminozuur/enzym dat cellen kan loskoppelen
Wat is een virus?:
• Bevat capside (eiwitmantel rond genetisch materiaal)
• Kan zowel RNA als DNA zijn
• Virus heeft cel nodig om te kunnen groeien
• Gaat zich vasthechten aan cel met spikes (proteïnen binden met receptor van cel)
• Virus wordt opgenomen en gaat zich delen in de cel
• 2 soorten:
• Naakt virus: omhuld met capside (eiwitmantel), heel stabiel
• Virus met envelop: omhuld met capside en lipidenenvelop afkomstig van
celmembraan gastheercel, minder stabiel
Polio
Kinderverlamming
• Formaline geïnactiveerd polio vaccin:
• Virus in formol brengen --> formol behoudt de structuur van het virus, maar het is
niet meer actief (geïnactiveerd vaccin)
• Levend verzwakt polio vaccin:
• Virus deeltjes aan het gewoon maken te groeien in het labo
• Virus is verzwakt omdat het de mens niet kan infecteren (levend verzwakt vaccin)
HELA cells
Epitheelcellen gebruikt in kankeronderzoek
• kankercellen van Henrietta Lacks (baarmoederhalskanker) die in celcultuur zijn gebracht
• Eerste menselijke cellen die buiten het lichaam onbeperkt konden blijven delen
Hybridoma-technologie
B-cel produceert antilichaam tegen antigen
• Antigen kan aan het antilichaam binden
• Monoklonaal antilichaam (=mAb): tegen 1 bepaald stuk van antigen: 1 epitoop (specifiek)
• B-cellen uit milt van muis gehaald
• B-cellen hebben eindige levensduur (probleem in onderzoek!)
Hybridoma: B-cel die door fusie oneindige levensduur heeft
1
,1e Ba BMW Celcultuur en immunochemie Merel De Ridder
Cel en weefseltechnologie
• Implantaten: 3D-printing van cellen
• Skingrafting
• Cellen op de wonde leggen
• Bv. (1) diabetes zorgt voor minder goede genezing wonden en dus snellere infecties,
(2) brandwonden
Voordelen van celculturen
Controle van de omgeving
• Fysicochemische parameters: Temperatuur, pH, O2 en CO2, osmotische druk, isotoon
(0,9%NaCl)
• Fysiologische parameters: voedingsstoffen (+% serum)
• Minder fouten
Karakterisatie en homogeniteit
• Redelijk homogeen: cellen zijn ongeveer hetzelfde
• Let op: trypsine toevoegen zodat cellen van een monolaag van elkaar loskomen en dan delen
over verschillende flessen zodat ze niet sterven van met teveel aan elkaar gegroeid te zijn -->
vormen terug een monolaag
• 1 cyclus = 1 passage
• Na meer passages gaan de cellen minder goed groeien (oudere cellen)
• => jonge cellen invriezen in vloeibaar stikstof = cryostock
Kostprijs
• Veel goedkoper dan testen in proefdieren
• Niet veel materiaal nodig
Ethiek
Nadelen van celculturen
Expertise
• Aseptisch werken: je mag de cellen niet besmetten
• Bacteriën en schimmels groeien veel sneller dan cellen
Hoeveelheid
• Laboschaal kan max 109 cellen aan (maar een aantal gram cellen)
• Vaccin heeft veel meer cellen nodig
Instabiliteit
• Beperkte levensduur van normale cellen = senescentie
Cultuuromgeving versus in vivo
• 2D vs 3D
• Cel-cel vs cel-matrix interacties
• Beweeglijk vs ingesloten
• Een of 2 celtypes blijven over nl. degene die het snelst delen
• Oversimplificatie van het cultuurmedium
• Kunstmatige omgeving
• Zenuwstelsel en endocriene organen ontbreken
• Cellulair metabolisme is meer constant
• Energiemetabolisme: Glycolyse vs citroenzuurcyclus
2
,1e Ba BMW Celcultuur en immunochemie Merel De Ridder
Hoofdstuk 2: cel en weefselkweekculturen: definities
Orgaanculturen
= stukje weefsel dat je probeert in leven te houden (niet 1 celtype)
• Angiogenese: tumor wordt voorzien van eigen bloedvaten
• Om celcultuur hiervoor te maken: cellen nodig die bloedvaten aanmaken zoals
placenta --> stoffen toevoegen om te onderzoeken of ze angiogenese verminderen
Voordelen:
• verschillende celtypes: meer zoals in vivo
Nadelen:
• Telkens nieuw weefsel nodig
• Reproduceerbaarheid
Explant culturen
= rechtstreeks geïsoleerd uit het organisme
• Bv. huidbiopten, spierbiopten en tumorweefsel
Werkwijze
• Chirurgisch uitsnijden
• naaldbiopt
• Buitenste cellen gaan uitgroeien (hebben contact met plastic en kunnen hierdoor uitgroeien)
Voordelen:
• Cel-cel en cel-matrix interacties behouden
• Makkelijk manipuleerbaar
Nadelen:
• Beperkt houdbaar
• Cellen kunnen de-differentiëren
Primaire culturen
= cellen rechtstreeks afkomstig van een bepaald orgaan of weefsel
• Heterogene mix van verschillende celtypes
• Eerste keer in cultuur brengen dus primaire cultuur (meerdere celtypes)
Voordelen:
• Co-cultuur --> cel-cel interacties (crf in vivo)
• Ene celtype kan groeifactoren uitscheiden voor ander celtype
Nadelen:
• Instabiel: cellen die sneller delen nemen na en tijdje overwicht
• Samenstelling van primaire cultuur verandert in tijd
Eindige celculturen
= na subcultivatie van primaire celcultuur een beperkt aantal celdelingen na het in kweek brengen
(oa door telomeren)
• Eindige levensduur
• <--> Stamcellen genoeg telomerases
3
, 1e Ba BMW Celcultuur en immunochemie Merel De Ridder
Geïmmortaliseerde cellijnen
= cellen die oneindig lijken te delen = continue cellijnen
Normaal (eindige culturen) Continue (geïmmortaliseerde cellijnen)
eindig Oneindig
Oppervlakte nodig om te kunnen groeien (behalve Groeien op opp. of groeien in celsuspensie
bloedcellen) (vloeistof)
Contactinhibitie: groeit niet verder na contact: Geen contactinhibitie: geen monolaag
monolaag (kunnen 3D groeien)
Ontstaan
• In vivo (kankercellen)
• Spontaan (mutaties)
• Geïnduceerd (zelf een beetje foefelen)
Organotypische celculturen
= gedeeltelijke reassociatie om 3D structuur te creëren
• 2 monolagen boven elkaar laten groeien door 2 oppervlakten te voorzien
• Creëren van een model voor cellulaire interacties
• Geen weefselstructuur
Cel en weefselstructuren: SV
• Dissociatiecultuur en explantcultuur = een primaire cultuur
4
