Cultivo microbiológico

El cultivo de procariotas generalmente involucra bacterias, ya que las arqueas son difíciles de cultivar en un entorno de laboratorio. ^{[ 4 ]} Para obtener un cultivo procariota puro, se debe iniciar el cultivo a partir de una sola célula o una sola colonia del organismo. ^{[ 5 ]} Dado que una colonia procariota es la descendencia asexual de una sola célula, todas las células son genéticamente idénticas y darán como resultado un cultivo puro.

Los cultivos de virus y fagos requieren células huésped en las que el virus o el fago se multipliquen. En el caso de los bacteriófagos, los cultivos se obtienen infectando células bacterianas. El fago se puede aislar de las placas resultantes en un cultivo bacteriano en una placa. Los cultivos virales se obtienen de sus células huésped eucariotas correspondientes. El método de siembra por estrías permite separar físicamente la población microbiana, extendiendo el inóculo de un lado a otro con un asa de siembra sobre la placa de agar sólido. Tras la incubación , se formarán colonias y se aislarán células individuales de la biomasa . Una vez aislado un microorganismo en cultivo puro, es necesario conservarlo en un estado viable para su posterior estudio y uso en cultivos denominados cultivos de reserva. Estos cultivos deben mantenerse de forma que no se pierdan sus características biológicas, inmunológicas y culturales.

Los cultivos de células eucariotas proporcionan un entorno controlado para el estudio de organismos eucariotas . Los eucariotas unicelulares, como las levaduras, las algas y los protozoos, pueden cultivarse de forma similar a los cultivos procariotas. Lo mismo ocurre con los eucariotas microscópicos multicelulares, como C. elegans .

Aunque los organismos eucariotas macroscópicos son demasiado grandes para cultivarlos en un laboratorio, las células extraídas de estos organismos sí pueden cultivarse. Esto permite a los investigadores estudiar partes y procesos específicos de un eucariota macroscópico in vitro .

Un método de cultivo microbiológico es el cultivo líquido, en el que los organismos deseados se suspenden en un medio nutritivo líquido, como el caldo Luria , en un matraz vertical. Esto permite a los científicos cultivar grandes cantidades de bacterias u otros microorganismos para diversas aplicaciones posteriores.

Los cultivos líquidos son ideales para la preparación de un ensayo antimicrobiano en el que el caldo líquido se inocula con bacterias y se deja crecer durante la noche (se puede usar un agitador para mezclar mecánicamente el caldo y favorecer un crecimiento uniforme). Posteriormente, se toman alícuotas de la muestra para analizar la actividad antimicrobiana de un fármaco o proteína específicos ( péptidos antimicrobianos ).

Los cultivos líquidos estáticos pueden utilizarse como alternativa. Estos cultivos no se agitan y proporcionan a los microbios un gradiente de oxígeno. ^{[ 6 ]}

Los cultivos microbiológicos se pueden cultivar en placas de Petri de diferentes tamaños con una fina capa de medio de cultivo a base de agar. Una vez inoculado el medio con las bacterias deseadas, las placas se incuban a la temperatura óptima para su crecimiento (por ejemplo, generalmente a 37 grados Celsius, o la temperatura corporal humana , para cultivos de humanos o animales, o a temperaturas más bajas para cultivos ambientales). Tras alcanzar el nivel de crecimiento deseado, las placas de agar se pueden almacenar boca abajo en el refrigerador durante un período prolongado para conservar las bacterias para futuros experimentos.

Existen diversos aditivos que se pueden agregar al agar antes de verterlo en una placa y dejarlo solidificar. Algunos tipos de bacterias solo pueden crecer en presencia de ciertos aditivos. Esto también se puede utilizar para crear cepas bacterianas modificadas genéticamente que contengan un gen de resistencia a los antibióticos . Al agregar el antibiótico seleccionado al agar, solo las células bacterianas que contengan el gen insertado que confiere resistencia podrán crecer. Esto permite al investigador seleccionar únicamente las colonias que se transformaron con éxito.

Las versiones miniaturizadas de placas de agar, adaptadas a formatos de tiras reactivas, como las diapositivas de inmersión y las tiras reactivas digitales ^{[ 7 ],} muestran potencial para su uso en el punto de atención con fines diagnósticos . Presentan ventajas sobre las placas de agar, ya que son rentables y su funcionamiento no requiere conocimientos especializados ni un entorno de laboratorio, lo que permite su uso en el punto de atención.

Los medios de cultivo selectivos y diferenciales revelan características de los microorganismos que se cultivan en ellos. Este tipo de medios puede ser selectivo, diferencial o ambos. El cultivo en diversos tipos de medios selectivos y diferenciales permite purificar cultivos mixtos y revelar a los científicos las características necesarias para identificar cultivos desconocidos.

Los cultivos por punción son similares a las placas de agar, pero se forman con agar sólido en un tubo de ensayo. Las bacterias se introducen mediante una aguja de inoculación o la punta de una pipeta que se clava en el centro del agar. Las bacterias crecen en la zona perforada. ^{[ 11 ]} Los cultivos por punción se utilizan con mayor frecuencia para el almacenamiento o envío a corto plazo de cultivos. Además, pueden revelar características de los microorganismos cultivados, como la motilidad o los requerimientos de oxígeno.

Para cultivos en placa sólida de microorganismos termófilos como Bacillus acidocaldarius, Bacillus stearothermophilus, Thermus aquaticus y Thermus thermophilus , etc., que crecen a temperaturas de 50 a 70 grados C, se ha demostrado que la goma gellan clarificada de bajo contenido de acilo es el agente gelificante preferido en comparación con el agar para el recuento o aislamiento, o ambos, de las bacterias termófilas mencionadas. ^{[ 12 ]}