CEL II: CYTOLOGIE
HOOFDSTUK 1: PREPAREREN EN OBSERVEREN VAN CELLEN EN
WEEFSELS
CELLEN
A. INTRODUCTIE: CONDITIES VAN CELCULTUUR
Monolagen stabiele cellijnen (afkomstig van tumorcellen, blijven groeien)
STADIA VAN CELCULTIVERING:
1. Weefsel (vb stuk tumor) enzymatisch behandelen
2. Cellen zakken uit of worden naar bodem gecentrifugeerd
3. Cellen zullen worden uigeplaat in groeirecipient (petridish) (primaire
cultuur)
4. Hopelijk overleven cellen deze behandeling en zijn ze in staat uit te
groeien
5. Indien confluente laag van cellen, cellen losmaken en splitsen (secundaire
cultuur)
TYPISCHE CELSTRUCTUREN:
Monolaagcultuur:
Kolonie: ontstaat uit 1 cel en bestaat uit meerdere cellen
CULTUURCONDITIES: MEM = minimum essential medium: bevat verschillende
stoffen, atmosfeer van 5% CO2 goede pH = 7,4 cellen kunnen groeien
CULTUURRECIPIËNT: aangepast voor hoeveelheid cellen; vb. gesloten flessen,
open platen, rollerflessen, CO2-oven
OORSPRONG VAN CELLEN, CELLIJNEN: Andere laboratoria, eigen isolatie
(primaire culturen), celbanken (cellen invriezen)
B. GROEISUBSTRATEN EN -PROCEDURES
Substraat beschermt tegen anoïkis (= geprogrameerde celdoord/apoptose)
en is essentieel voor adherente culturen, ook fysische drager
In vivo condities nabootsen in vitro
Interactie:
o Aspecifieke fysische interactie: cellulaire adhesie en celspreiding
toelaten
o Specifieke functionele interactie met onderliggende cellen en ECM
differentiatie-inductie door stimulatie vanwege basale lamina (=
basaal membraan)
Celdensiteits-afhankelijke inhibitie: cellen in cultuur delen tot ze confluente
2D monolaag vormen dan contactinhibitie van celproliferatie o.a. omwille
van concurentie voor mitogenen delen + groeien (proliferatie)
confluente monolaag (geen celproliferatie meer) nieuw medium
toevoegen cellen groeien
Cellen splitsen om cultuur te behouden
Tumorcellen: geen contactinhibitie cellen groeien in hoopje/groepje
, Celtransfer van suspensieculutrne en adherente cellen
Stappen bij celadhesie en -spreiding: cellen zakken uit maken contact
met substraat progressieve spreiding over substraat sterke binding
met substraat
cellen kunnen migreren over celoppervlakte
Differentiatie in cultuur
C. KWALITEITSCONTROLE
Contaminatie met micro-organismen (mycoplasma)
Contaminatie met vreemde cellen
Karyotypering: zuiverheid, homogeniteit, stabiliteit van celcultuur meten
(lage passage beter)
Inherente genetische instabiliteit
STAMCELLEN
= Celdeling/verdubbeling en differentiatie
Totipotent: embryo
Pluripotente
Pluripotent: ICM, blastocyst: alles behalve embryo
stamcellen van
Multipotent: bloedcellen blastula of uit biopt
Ethiek humane embryonale stamcellen?
Geïnduceerde pluripotente stamcellen (etisch minder beladen): biopt/urine van
patiënt nemen cellen behandelen trg pluripotente stamcellen maken met
eiwit
WEEFSELS
Doel: cellen en weefsels observeerbaar maken voor LM of EM
Probleem: weinig licht (elektronen) doorlatend, weinig contrast in
biologisch materiaal
Methode: fixeren, inbedden, snijden, kleuren of contrasteren
Secties gebruiken om subcellulaire details waar te nemen procedure paraffine
coupes: immersifixatie dehydratatie vloeibare paraffine secties snijden
met microtoom secties op microscoop glaasje kleuren
1. Fixeren: bewaren weefsel zoals oorspronkelijke structuur = denatureren
eiwit door chemische fixatiemiddelen of invriezen weefsel
Artefacten = veranderingen die tijdens fixatie in een weefsel
ontstaan en afwijken van de in vivo situatie
2. Inbedden: gefixeerde materiaal ontwikkelen en doordringen met
inbedmiddel (paraffine, hars,plastics) (substantie wordt hard materiaal
snijdbaar)
weefsel binnnendringen: water verwijderen met alcohol erna clearing
met tolueen
3. Snijden: in dunne coupes met microtoom
LM: parrafine: met stalen mes op draagglaasje
o Resolutie 200 nm, celculturen op dekglaasje, dikker materiaal
, Preparaat gefixeerd en gekleurd detectie op basis
van lichtabsorptie klassieke licht- /
klaarveldmicroscoop
Preparaat levend met weinig contrast, ongekleurd
speciale microscopische technieken voor levende
cellen
!Fasecontrastmicroscopie!: faseverschuiving van
licht
Differentieel interferentie-contrastmicroscopie
Digitale microscopie
Fluorescentiemicroscopen!
EM: hars, plastics met glazen/diamanten mes op grids (= metalen
roosterje)
4. Kleuren:
Hematoxyline en eosine (H/E)
o Eosine (+): cytoplasma(eiwitten) en ECM (roos)
o Hematoxyline (-): kernen (nucleïnezuur) (blauw, paars)
Metachromasie: koolhydraten kleurbaar met cationische kleurstoffen
(kraakbeen, mastcellen)
Indifferente kleursroffen: vetten
Immunohistochemische kleuring: specifieke bestanddelen door
antigen + antilichaam
Enzymkleuring: activiteit enzym
(Epi)fluorescentiemicroscopie: fluorochromen (= fluorescente
eiwitten)
o Ion-gevoelige kleurstoffen
o Immunofluorescentie microscopie
o Tagging
LICHTMICROSCOPIE (LM)
Resolutie 200 nm, celculturen op dekglaasje, dikker materiaal
Preparaat gefixeerd en gekleurd detectie op basis van lichtabsorptie
klassieke licht- / klaarveldmicroscoop
Preparaat levend met weinig contrast, ongekleurd speciale
microscopische technieken voor levende cellen
o !Fasecontrastmicroscopie!: faseverschuiving van licht
o Differentieel interferentie-contrastmicroscopie
o Digitale microscopie
o Fluorescentiemicroscopen!
Conventionele (op alle dieptes) vs confocale (op 1 laag
meer details) fluorescentiemicroscoop
o Confocaal laser scanning microscoop
Gebruik softwares: vb deconvolutie-fluorescentiemicroscopie
Technieken combineren (vb. DIC)
4D live cell imaging: time lapse (richting, diepte, bij verschillende
golflengtes, over tijd)
Flowcytometrie: deeltjes in stromende vloeistof tellen en bestuderen
gebaseerd op lichtverstrooiing en fluorescentie
PRINCIPE CONFOCAAL LASER SCANNING MICROSCOOP (CLSM)
, ELEKTRONENMICROSCOPIE (EM)
Betere resolutie, elektronenbundel
TEM: transmissie elektronen microscopie: doorlatend, vnl binnenkantt
objecten (weefsels, cellen virussen) bestuderen
o Negatieve kleuring met verbindingen van zware metalen vb osmium
weerkaatsen elektronen, shadow casting
o Snijden met ultramicrotoom ultradunne secties
o Beeldvorming: densere structuren absorberen elektronen, minder
dense structuren laten elektronen door contrast
verhogen densitetitsverschillen = contrasteren met zware
metalen
o Detectie van specifieke eiwitten met behulp van TEM
SEM: scanning elektronen microscopie: oppervlakte van weefsels,
macromoleculaire aggregaten of materialen in beeld brengen
Speciale EM technieken:
o Vries-breek (2 lagen af elkaar krijgen, zeer koud + duwen met
scherp mes tegen membraan)
o Vries-ets (sublimatie = verdamping ijs in vacuüm
o Cryo-elektronen-tomografie (vanuit verschillende hoeken kijken
beter 3D beeld
o SBF-SEM en FIB-SEM (analyse van grotere volumes)
HOOFDSTUK 1: PREPAREREN EN OBSERVEREN VAN CELLEN EN
WEEFSELS
CELLEN
A. INTRODUCTIE: CONDITIES VAN CELCULTUUR
Monolagen stabiele cellijnen (afkomstig van tumorcellen, blijven groeien)
STADIA VAN CELCULTIVERING:
1. Weefsel (vb stuk tumor) enzymatisch behandelen
2. Cellen zakken uit of worden naar bodem gecentrifugeerd
3. Cellen zullen worden uigeplaat in groeirecipient (petridish) (primaire
cultuur)
4. Hopelijk overleven cellen deze behandeling en zijn ze in staat uit te
groeien
5. Indien confluente laag van cellen, cellen losmaken en splitsen (secundaire
cultuur)
TYPISCHE CELSTRUCTUREN:
Monolaagcultuur:
Kolonie: ontstaat uit 1 cel en bestaat uit meerdere cellen
CULTUURCONDITIES: MEM = minimum essential medium: bevat verschillende
stoffen, atmosfeer van 5% CO2 goede pH = 7,4 cellen kunnen groeien
CULTUURRECIPIËNT: aangepast voor hoeveelheid cellen; vb. gesloten flessen,
open platen, rollerflessen, CO2-oven
OORSPRONG VAN CELLEN, CELLIJNEN: Andere laboratoria, eigen isolatie
(primaire culturen), celbanken (cellen invriezen)
B. GROEISUBSTRATEN EN -PROCEDURES
Substraat beschermt tegen anoïkis (= geprogrameerde celdoord/apoptose)
en is essentieel voor adherente culturen, ook fysische drager
In vivo condities nabootsen in vitro
Interactie:
o Aspecifieke fysische interactie: cellulaire adhesie en celspreiding
toelaten
o Specifieke functionele interactie met onderliggende cellen en ECM
differentiatie-inductie door stimulatie vanwege basale lamina (=
basaal membraan)
Celdensiteits-afhankelijke inhibitie: cellen in cultuur delen tot ze confluente
2D monolaag vormen dan contactinhibitie van celproliferatie o.a. omwille
van concurentie voor mitogenen delen + groeien (proliferatie)
confluente monolaag (geen celproliferatie meer) nieuw medium
toevoegen cellen groeien
Cellen splitsen om cultuur te behouden
Tumorcellen: geen contactinhibitie cellen groeien in hoopje/groepje
, Celtransfer van suspensieculutrne en adherente cellen
Stappen bij celadhesie en -spreiding: cellen zakken uit maken contact
met substraat progressieve spreiding over substraat sterke binding
met substraat
cellen kunnen migreren over celoppervlakte
Differentiatie in cultuur
C. KWALITEITSCONTROLE
Contaminatie met micro-organismen (mycoplasma)
Contaminatie met vreemde cellen
Karyotypering: zuiverheid, homogeniteit, stabiliteit van celcultuur meten
(lage passage beter)
Inherente genetische instabiliteit
STAMCELLEN
= Celdeling/verdubbeling en differentiatie
Totipotent: embryo
Pluripotente
Pluripotent: ICM, blastocyst: alles behalve embryo
stamcellen van
Multipotent: bloedcellen blastula of uit biopt
Ethiek humane embryonale stamcellen?
Geïnduceerde pluripotente stamcellen (etisch minder beladen): biopt/urine van
patiënt nemen cellen behandelen trg pluripotente stamcellen maken met
eiwit
WEEFSELS
Doel: cellen en weefsels observeerbaar maken voor LM of EM
Probleem: weinig licht (elektronen) doorlatend, weinig contrast in
biologisch materiaal
Methode: fixeren, inbedden, snijden, kleuren of contrasteren
Secties gebruiken om subcellulaire details waar te nemen procedure paraffine
coupes: immersifixatie dehydratatie vloeibare paraffine secties snijden
met microtoom secties op microscoop glaasje kleuren
1. Fixeren: bewaren weefsel zoals oorspronkelijke structuur = denatureren
eiwit door chemische fixatiemiddelen of invriezen weefsel
Artefacten = veranderingen die tijdens fixatie in een weefsel
ontstaan en afwijken van de in vivo situatie
2. Inbedden: gefixeerde materiaal ontwikkelen en doordringen met
inbedmiddel (paraffine, hars,plastics) (substantie wordt hard materiaal
snijdbaar)
weefsel binnnendringen: water verwijderen met alcohol erna clearing
met tolueen
3. Snijden: in dunne coupes met microtoom
LM: parrafine: met stalen mes op draagglaasje
o Resolutie 200 nm, celculturen op dekglaasje, dikker materiaal
, Preparaat gefixeerd en gekleurd detectie op basis
van lichtabsorptie klassieke licht- /
klaarveldmicroscoop
Preparaat levend met weinig contrast, ongekleurd
speciale microscopische technieken voor levende
cellen
!Fasecontrastmicroscopie!: faseverschuiving van
licht
Differentieel interferentie-contrastmicroscopie
Digitale microscopie
Fluorescentiemicroscopen!
EM: hars, plastics met glazen/diamanten mes op grids (= metalen
roosterje)
4. Kleuren:
Hematoxyline en eosine (H/E)
o Eosine (+): cytoplasma(eiwitten) en ECM (roos)
o Hematoxyline (-): kernen (nucleïnezuur) (blauw, paars)
Metachromasie: koolhydraten kleurbaar met cationische kleurstoffen
(kraakbeen, mastcellen)
Indifferente kleursroffen: vetten
Immunohistochemische kleuring: specifieke bestanddelen door
antigen + antilichaam
Enzymkleuring: activiteit enzym
(Epi)fluorescentiemicroscopie: fluorochromen (= fluorescente
eiwitten)
o Ion-gevoelige kleurstoffen
o Immunofluorescentie microscopie
o Tagging
LICHTMICROSCOPIE (LM)
Resolutie 200 nm, celculturen op dekglaasje, dikker materiaal
Preparaat gefixeerd en gekleurd detectie op basis van lichtabsorptie
klassieke licht- / klaarveldmicroscoop
Preparaat levend met weinig contrast, ongekleurd speciale
microscopische technieken voor levende cellen
o !Fasecontrastmicroscopie!: faseverschuiving van licht
o Differentieel interferentie-contrastmicroscopie
o Digitale microscopie
o Fluorescentiemicroscopen!
Conventionele (op alle dieptes) vs confocale (op 1 laag
meer details) fluorescentiemicroscoop
o Confocaal laser scanning microscoop
Gebruik softwares: vb deconvolutie-fluorescentiemicroscopie
Technieken combineren (vb. DIC)
4D live cell imaging: time lapse (richting, diepte, bij verschillende
golflengtes, over tijd)
Flowcytometrie: deeltjes in stromende vloeistof tellen en bestuderen
gebaseerd op lichtverstrooiing en fluorescentie
PRINCIPE CONFOCAAL LASER SCANNING MICROSCOOP (CLSM)
, ELEKTRONENMICROSCOPIE (EM)
Betere resolutie, elektronenbundel
TEM: transmissie elektronen microscopie: doorlatend, vnl binnenkantt
objecten (weefsels, cellen virussen) bestuderen
o Negatieve kleuring met verbindingen van zware metalen vb osmium
weerkaatsen elektronen, shadow casting
o Snijden met ultramicrotoom ultradunne secties
o Beeldvorming: densere structuren absorberen elektronen, minder
dense structuren laten elektronen door contrast
verhogen densitetitsverschillen = contrasteren met zware
metalen
o Detectie van specifieke eiwitten met behulp van TEM
SEM: scanning elektronen microscopie: oppervlakte van weefsels,
macromoleculaire aggregaten of materialen in beeld brengen
Speciale EM technieken:
o Vries-breek (2 lagen af elkaar krijgen, zeer koud + duwen met
scherp mes tegen membraan)
o Vries-ets (sublimatie = verdamping ijs in vacuüm
o Cryo-elektronen-tomografie (vanuit verschillende hoeken kijken
beter 3D beeld
o SBF-SEM en FIB-SEM (analyse van grotere volumes)