Verschil tussen primaire en secundaire celcultuur

Belangrijkste verschil - Primaire versus secundaire celkweek
 

Voordat we het verschil tussen primaire en secundaire celkweek bespreken, moeten we eerst kort definiëren wat celkweek is. Celkweek is het proces van het verwijderen van cellen uit een dier of plant en daaropvolgende groei in een kunstmatig gecontroleerde omgeving. De cellen kunnen direct uit het weefsel worden verwijderd en worden gedisaggregeerd met behulp van enzymatische of mechanische methoden of kunnen worden afgeleid van een cultuur die al is gevestigd. Het belangrijkste verschil tussen primaire en secundaire celkweek is dat cellen voor primaire celkweek worden direct uit een dierlijk of plantenweefsel verkregen, terwijl cellen voor secundaire celkweek worden verkregen uit een reeds gevestigde primaire cultuur. Daarom is secundaire cultuur een nieuwe cultuur die is voortgekomen uit de primaire cultuur.

Laten we verder kijken naar de betekenis van primaire en secundaire celkweek om ze beter te kunnen differentiëren.

Wat is primaire celcultuur?

Primaire celkweek is het loskoppelen van cellen van een ouderlijk dier of plantenweefsel door enzymatische of mechanische maatregelen en het handhaven van de groei van cellen in een geschikt substraat in glazen of plastic houders onder gecontroleerde omgevingscondities. Cellen in de primaire cultuur hebben hetzelfde karyotype (aantal en uiterlijk van chromosomen in de kern van een eukaryotische cel) als die cellen in het oorspronkelijke weefsel. Primaire celkweek kan in twee worden ingedeeld op basis van het soort cellen dat in cultuur wordt gebruikt.

• Afhankelijk van elkaar of hechtende cel - Deze cellen hebben een bijlage nodig voor groei. Hechtende cellen zijn meestal afkomstig van organen van weefsels, bijvoorbeeld van de nieren, waar de cellen onbeweeglijk zijn en ingebed in bindweefsel.

• Verankering onafhankelijk of Suspensie cellen - Deze cellen vereisen geen hechting voor groei. Met andere woorden, deze cellen hechten zich niet aan het oppervlak van het kweekvat. Alle suspensieculturen zijn afgeleid van cellen van het bloedsysteem; zo wordt witte bloedcel-lymfocyt gesuspendeerd in plasma.

Cellen afgeleid van primaire culturen hebben een beperkte levensduur. Cellen kunnen om verschillende redenen niet voor onbepaalde tijd worden bewaard. Toenemende celaantallen in de primaire cultuur zullen leiden tot uitputting van substraat en voedingsstoffen. Ook zal cellulaire activiteit geleidelijk het niveau van toxische metabolieten in de kweek verhogen, waardoor verdere celgroei wordt geremd.

In dit stadium moet een secundaire of een subcultuur worden uitgevoerd om continue celgroei te garanderen.

Wat is de secundaire celkweek?

Zoals hierboven beschreven, nemen cellen in hechtende culturen alle beschikbare substraat in of wanneer cellen in suspensieculturen het vermogen van het medium om verdere groei te ondersteunen overtreffen, begint de celproliferatie te verminderen of volledig te stoppen. Om een ​​optimale celdichtheid te behouden voor aanhoudende groei en om verdere proliferatie te stimuleren, moet de primaire cultuur worden gesubkweekt. Dit proces staat bekend als secundaire celkweek.

Tijdens de secundaire celkweek worden cellen uit primaire cultuur overgebracht naar een nieuw vat met vers groeimedium. Het proces omvat het verwijderen van de vorige groeimedia en het losmaken van aangehechte cellen in hechtende primaire kweken. Secundaire celkweek is periodiek vereist om cellen te voorzien van groeiende ruimte en verse voedingsstoffen, waardoor de levensduur van cellen wordt verlengd en een aantal cellen in de kweek wordt geëxpandeerd..

Secundair kweken van een bepaald volume van een primaire kweek in een gelijk volume vers groeimedium maakt langdurig onderhoud van cellijnen mogelijk. Secundair kweken in een groter volume vers groeimedium wordt toegepast om het aantal cellen te verhogen, bijvoorbeeld in industriële processen of wetenschappelijke experimenten.

Wat is het verschil tussen primaire celkweek en secundaire celkweek?

Omdat we nu de twee termen afzonderlijk hebben begrepen, zullen we de twee termen vergelijken om andere verschillen tussen hen te vinden.

Wanneer primaire en / of secundaire celkweek te gebruiken

Dit hangt af van wat u wilt leren en welk type experiment u uitvoert.

Primaire celkweek: Dit is het proces dat moet worden gebruikt om cellen uit het ouderlijk weefsel bezorgd te kweken. Cellen in de primaire cultuur zullen een eindige levensduur hebben door uitputting van substraat en voedingsstoffen en opbouw van toxines, met bevolkingsgroei. De primaire cultuur kan, ondanks de scheidingstechnieken die bij het isolatieproces worden gebruikt, verschillende soorten cellen bevatten. Dit is echter mogelijk geen probleem in alle soorten experimenten en in dergelijke gevallen kan primaire cultuur alleen worden gebruikt.

Secundaire celkweek:  Gewoonlijk is het aantal cellen verkregen uit de primaire kweek onvoldoende in experimenten. Secundaire celkweek biedt de mogelijkheid om de celpopulatie uit te breiden en ook om de levensduur te verlengen. Het maakt verdere selectie van cellen mogelijk met behulp van een selectief medium en maakt genotypische en fenotypische uniformiteit in de populatie mogelijk. Dit proces wordt gebruikt om replicaatculturen te genereren voor basiskarakterisering, behoud en experimenten.

Gelijkenis met het Weefsel van de ouders

Primaire celkweek: Cellen voor primaire celkweek worden direct verkregen uit een dierlijk of plantenweefsel. Vandaar dat cellen in de primaire kweek sterk op het ouderlijk weefsel lijken en dienovereenkomstig kan de biologische reactie dichter bij een in vivo situatie liggen dan die van een secundaire celkweek.

Secundaire celkweek: Secundaire celkweek is afkomstig van een primaire celkweek. Hoewel subkweken de levensduur van cellen verlengt, bestaat de mogelijkheid dat cellen na een paar fasen worden getransformeerd of de controle over niet meer delen dan een bepaald aantal keren verliezen. Dit kan het gevolg zijn van mutaties of genetische veranderingen in primaire cellen tijdens subcultuur. Sommige micro-organismen hebben bijvoorbeeld de neiging zich aan te passen aan kweekomstandigheden, die meestal verschillend zijn van hun natuurlijke omgeving, door hun biologie te veranderen..

Proces van het kweken - Verkrijgen van cellen

Primaire celkweek: In primaire celcultuur zal dierlijk of plantenweefsel fasen van spoelen, dissectie en mechanische of enzymatische desaggregatie doorlopen. Gedesaggregeerd weefsel zal een verscheidenheid aan verschillende celtypen bevatten, en dit kan de goedkeuring van een scheidingstechniek vereisen om cellen van belang te isoleren.

Secundaire celkweek: In secundaire celkweek is, als de primaire kweek een hechtende kweek is, de eerste stap om cellen los te maken van de aanhechting (oppervlak van kweekvat) door mechanische of enzymatische middelen. Vervolgens moeten de cellen van elkaar worden losgemaakt om een ​​suspensie van een enkele cel te vormen.

Aantal cellen in cultuur

Primaire celkweek: Het is niet wenselijk om een ​​absolute suspensie voor een enkele cel te hebben, omdat veel primaire cellen beter overleven in kleine clusters.

Secundaire celkweek: Het is voldoende om een ​​enkele celsuspensie te genereren.

Levensduur van Cultuur

Primaire celkweek: Primaire celculturen hebben een eindige levensduur. Zoals hierboven uitgelegd, komt dit doordat de groei van cellen substraat en voedingsstoffen uitput en leidt tot accumulatie van toxische metabolieten. Dientengevolge daalt geleidelijk de groeisnelheid van cellen, wat leidt tot de dood van cellen.

Secundaire celkweek: Secundaire celcultuur verlengt de levensduur van cellen. Periodiek sub-kweken kan onsterfelijke cellen produceren door middel van transformatie of genetische verandering van primaire cellen.

Risico op besmetting

Primaire celkweek: Primaire celculturen zijn moeilijker om voor te zorgen. In het algemeen hebben primaire celculturen een rijk mengsel van aminozuren, micronutriënten, bepaalde hormonen en groeifactoren nodig. Het gevolg is dat het risico op contaminatie in primaire celculturen hoger is dan secundaire celculturen.

Secundaire celkweek: Secundaire celkweken zijn relatief gemakkelijk te onderhouden en het risico op besmetting is lager dan die van primaire celculturen.

In dit artikel hebben we geprobeerd de termen primaire celkweek en secundaire celkweek te begrijpen, gevolgd door een vergelijking om de belangrijkste verschillen tussen hen te benadrukken. Het fundamentele verschil ligt in hoe cellen zijn afgeleid van cultuur; cellen voor primaire celkweek worden direct uit een dier of plantenweefsel verkregen, terwijl cellen voor secundaire celkweek worden verkregen uit een reeds gevestigde primaire cultuur.

Referenties: Cell Culture Basics - A Handbook door Invitrogen and Gibco Freshney, R. I. (2006). Basisprincipes van celkweek. Centrum voor Oncologie en Toegepaste Farmacologie.   Met dank aan: "Cell Culture" door Umberto Salvagnin (CC BY 2.0) via Flickr