Actualmente se entiende por cultivo celular al conjunto de técnicas que permiten el
mantenimiento de las células 'in vitro', manteniendo al máximo sus propiedades
fisiológicas, bioquímicas y genéticas. Se distinguen cuatro tipos de cultivo celular:
Cultivo de órganos
Se coloca el órgano sobre una rejilla situada en la interfase líquido-gas de un medio del que obtiene los nutrientes y al que puede liberar los desechos. Este tipo de cultivo permite mantener, al menos en parte, la arquitectura característica del tejido “in vivo”. Se conservan las interacciones histológicas y, gracias a ello, este tipo de cultivo permite mantener los tipos celulares diferenciados, por lo que representan una buena réplica del tejido de origen. Sin embargo, no crecen mucho (la proliferación celular se limita a las células embrionarias de la periferia) y no se pueden propagar. Se necesita un nuevo explante para cada experimento lo que supone mucho más trabajo y una limitada reproducibilidad de la muestra. Cuantificar es difícil y la cantidad de material que se puede cultivar es reducida.
2. Explantes primarios
Se coloca un fragmento de tejido o de órgano en la interfase sólido-líquido de un
soporte de vidrio o de plástico. Las células se adhieren a la superficie y las células de la
periferia del explante pueden migrar y proliferar por la superficie del soporte.
3. Cultivo celular primario
Es el tipo de cultivo más utilizado. Se puede obtener a partir de explantes primarios o de
suspensiones de células disgregadas. La disgregación celular se realiza por métodos
enzimáticos o mecánicos. En estos cultivos se pierden las interacciones célula-célula y
las interacciones de la célula con la matriz extracelular. Sin embargo, las células son
capaces de proliferar y la población celular crece notablemente. Cuando las células
ocupan toda la superficie disponible se dice que han alcanzado la confluencia. En esta
etapa, las células establecen contactos entre ellas que inhiben su proliferación y el
crecimiento se detiene. Por eso, al cabo de un tiempo hay que transplantar las células a
un nuevo soporte. Esta operación se denomina subcultivo o pase.
Existen dos tipos de cultivo celular primario:
Cultivos en monocapa: las células crecen adheridas sobre un soporte sólido
(plástico o vidrio). El anclaje al sustrato es un prerrequisito para la proliferación
celular. Es el método utilizado para la mayoría de las células excepto para las
hematopoyéticas.
Cultivos en suspensión: las células se encuentran dispersas en el medio de
cultivo. Su crecimiento no depende del anclaje. Este tipo de cultivo se restringe
a las células hematopoyéticas, células madre, líneas celulares transformadas y
células tumorales. Alcanzan la confluencia cuando el número de células es
grande y los nutrientes son insuficientes.
Subcultivos y líneas celulares
Las células del cultivo primario en monocapa se dispersan por métodos enzimáticos y se
pasan a un nuevo frasco de cultivo. En el caso de células en suspensión, sencillamente
se diluyen en medio fresco. Los sucesivos cultivos así formados se denominan una línea
celular. La formación de una línea celular a partir de un cultivo primario implica que:
• aumenta el número de células obtenidas
• acaban predominando uno o dos tipos celulares: los que tienen mayor tasa de
crecimiento
• la población celular se hace uniforme y homogénea
• sus características se conservan durante las sucesivas generaciones y, si se
conservan en nitrógeno líquido, de forma indefinida
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El cultivo de tejidos se desarrolló a partir de los últimos años del siglo XIX como una
continuación de las técnicas de la embriología.
En el año 1885, Wilhem Roux mantuvo
células de embrión de pollo en solución salina durante unos días. Se considera al
zoólogo americano R. G. Harrison como el iniciador de los cultivos de tejidos animales.
En 1907, Harrison fue el primer científico que empleó técnicas in vitro para el estudio
de fenómenos in vivo, realizando cultivos de médula espinal embrionaria de anfibios.
Pudo observar el crecimiento de los axones de los neuroblastos, y estableció que el axón
se formaba por expansión a partir del cuerpo neuronal y no por fusión de una cadena de
células. El cultivo se realizaba en una gota de linfa del anfibio que colgaba de un
cubreobjetos sobre una cámara sellada.
En 1916 Rous y Jones emplearon por vez primera extractos enriquecidos en tripsina para
disociar las células de embriones de pollo, estableciendo el primer cultivo celular.
Uno de los mayores problemas que describen para el establecimiento de los cultivos
celulares es la aparición de múltiples contaminaciones, por lo que desarrollaron
numerosos métodos de manipulación en condiciones de asepsia que aún hoy día se
utilizan.
En 1952, Gry y col. establecen la primera línea celular humana, las células HeLa. El
medio empleado era extremadamente complejo y poco definido: plasma de pollo,
extracto de embrión bovino y suero de cordón umbilical humano.
En 1954, Rita Levi-Montalcini y col. establecen que el factor de crecimiento nervioso
estimula el crecimiento de los axones en tejidos en cultivo. Este trabajo supuso el
Premio Nobel para Levi-Montalcini en 1986.
En 1975, Kohler y Milstein establecen la primera línea celular productora de
anticuerpos monoclonales. El establecimiento de la tecnología de obtención de
anticuerpos monoclonales les valió el Premio Nobel.
En la década de 1980 se empiezan a conocer los mecanismos de la transformación.
En la década de 1990 empezaron a producirse medicamentos a escala industrial en
biorreactores. Se desarrolla la biotecnología.
En 1998 se produce cartílago mediante ingeniería de tejidos y en 2003 se experimenta el
auge de esta nueva disciplina.
En 2007 se reprograman células adultas para convertirlas en células pluripotenciales
inducidas.