Chương 6: Nuôi cấy tế bào động vật

Tế bào động vật tách từ mô có thể được nuôi cấy trên các loại môi trường dinh dưỡng tổng hợp bên ngoài cơ thể, chúng sinh trưởng bằng cách tăng số lượng và kích thước tế bào. Kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật đã tạo cơ hội để nghiên cứu các tế bào ung thư, phân loại các khối u ác tính, mô hình thực nghiệm để khảo sát tác động của hóa chất, xác định sự tương hợp của mô trong cấy ghép và nghiên cứu các tế bào đặc biệt cùng sự tương tác của...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 6: Nuôi cấy tế bào động vậtChương 6 Nuôi cấy tế bào động vậtI. Mở đầu Tế bào động vật tách từ mô có thể được nuôi cấy trên các loại môitrường dinh dưỡng tổng hợp bên ngoài cơ thể, chúng sinh trưởng bằng cáchtăng số lượng và kích thước tế bào. Kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật đã tạocơ hội để nghiên cứu các tế bào ung thư, phân loại các khối u ác tính, môhình thực nghiệm để khảo sát tác động của hóa chất, xác định sự tương hợpcủa mô trong cấy ghép và nghiên cứu các tế bào đặc biệt cùng sự tương táccủa chúng. Kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật có vú có thể được ứng dụng để sảnxuất các hợp chất hóa sinh quan trọng dùng trong chẩn đoán như cáchormone sinh trưởng của người, interferon, hoạt tố plasminogen mô, cácviral vaccine và các kháng thể đơn dòng. Theo phương pháp truyền thốngcác hợp chất hóa sinh này được sản xuất bằng cách sử dụng các động vậtsống hoặc được tách chiết từ xác người chết. Chẳng hạn, các kháng thể đơndòng có thể được sản xuất bằng cách nuôi cấy các tế bào hybridoma trongcác khoang màng bụng (peritoneal cavity) của chuột, hoặc hormone sinhtrưởng dùng để chữa bệnh còi (dwarfism) có thể được tách chiết từ xácngười chết. Tuy nhiên, số lượng thu được từ các phương pháp này rất hạnchế vì thế việc ứng dụng rộng rãi chúng trong điều trị còn gặp nhiều khókhăn. Một vài sản phẩm gen của động vật có vú cũng có thể được sản xuấtbởi hệ thống vi khuẩn bằng cách dùng công nghệ DNA tái tổ hợp. Tốc độsinh trưởng nhanh, thành phần môi trường đơn giản và rẻ tiền của nuôi cấytế bào vi khuẩn khiến chúng có nhiều ưu điểm hơn so với nuôi cấy tế bàođộng vật có vú. Tuy nhiên, vi khuẩn lại thiếu khả năng sửa đổi hậu dịch mã(post-translational modifications) bao gồm việc phân giải protein, liên kếtcác tiểu đơn vị (subunit), hoặc nhiều phản ứng kết hợp khác nhau nhưglycosylation, methylation, carboxylation, amidation, hình thành các cầu nốidisulfide hoặc phosphoryl hóa (phosphorylation) các gốc amino acid. Những 77Công nghệ tế bàosửa đổi này rất quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học của sản phẩm.Ví dụ, quá trình glycosyl hóa (glycosylation) có thể giúp bảo vệ proteinchống lại sự phân giải chúng, duy trì khả năng ổn định cấu trúc và biến đổikháng nguyên. Vì thế, nhiều công ty đã phải quay lại với hệ thống vật chủbiểu hiện các protein ngoại lai là các tế bào động vật có vú. Hiện nay,khoảng 60% protein tái tổ hợp dùng làm dược phẩm được sản xuất từ các hệthống tế bào vật chủ này.1. Các ưu điểm của nuôi cấy tế bào động vật - Hệ thống tế bào động vật là các “nhà máy tế bào” thích hợp cho việcsản xuất các phân tử phức tạp và các kháng thể dùng làm thuốc phòng bệnh,điều trị hoặc chẩn đoán (Bảng 6.1). - Các tế bào động vật đáp ứng được quá trình hậu dịch mã chính xácđối với các sản phẩm protein sinh-dược (biopharmaceutical). - Sản xuất các viral vector dùng trong liệu pháp gen (biến nạp một genbình thường vào trong tế bào soma mang gen tương ứng bị khiếm khuyết đểchữa bệnh do sự khiếm khuyết đó gây ra). Các mục đích chính của liệu phápnày là các bệnh ung thư, hội chứng suy giảm miễn dịch (HIV), chứng viêmkhớp, các bệnh tim mạch và xơ hóa u nang. - Sản xuất các tế bào động vật để dùng làm cơ chất in vitro trongnghiên cứu độc chất học và dược học. - Phát triển công nghệ mô hoặc phát sinh cơ quan để sản xuất các cơquan thay thế nhân tạo-sinh học/các dụng cụ trợ giúp, chẳng hạn: + Da nhân tạo để chửa bỏng. + Mô gan để chữa bệnh viêm gan. + Đảo Langerhans để chữa bệnh tiểu đường.2. Một số hạn chế của nuôi cấy tế bào động vật Mặc dù tiềm năng ứng dụng của nuôi cấy tế bào động vật là rất lớn,nhưng việc nuôi cấy một số lượng lớn tế bào động vật thường gặp các khókhăn sau: - Các tế bào động vật có kích thước lớn hơn và cấu trúc phức tạp hơncác tế bào vi sinh vật. 78Công nghệ tế bào Bảng 6.1. Các sản phẩm của nuôi cấy tế bào động vật. Enzyme Urokinase, hoạt tố plasminogen mô (t-PA)1T Hormone sinh trưởng (GH)2 Nhóm I Hormone Các nhân tố sinh trưởng Các cytokine khác Vaccine3 Nhóm II Bệnh dại, bệnh quai bị, bệnh sởi ở người… Veterinary-FMD vaccine, New Cattle’s Disease ... Nhóm III Kháng thể đơn dòng Các công cụ chẩn đoán Nhóm IV Virus côn trùng Thuốc trừ sâu sinh họ c cho Baculovirus Nhóm V Các chất điều hòa miễn Interferon và interleukin dịc ...