Hispanopedia WikiEn biología , el cultivo de explantes es una técnica para cultivar células de forma organotípica a partir de uno o varios fragmentos de tejido u órgano extraídos de una planta o animal. El término explante puede aplicarse a muestras obtenidas de cualquier parte del organismo . El proceso de extracción se esteriliza exhaustivamente y el cultivo suele utilizarse durante dos o tres semanas. [ 1 ]
La principal ventaja del cultivo de explantes es el mantenimiento de un entorno casi in vivo en el laboratorio durante un corto período de tiempo. Esta configuración experimental permite a los investigadores realizar experimentos y visualizar fácilmente el impacto de las pruebas. [ 2 ]
Este modelo ex vivo requiere un entorno altamente controlado para recrear las condiciones celulares originales. La composición de la matriz extracelular , por ejemplo, debe ser precisamente similar a la de las condiciones in vivo para inducir comportamientos celulares observados de forma natural. También debe considerarse el medio de cultivo, ya que pueden ser necesarias diferentes soluciones para distintos experimentos. [ 1 ] [ 2 ]
El tejido debe colocarse y recolectarse en un entorno aséptico , como una cabina de cultivo de tejidos con flujo laminar estéril. Las muestras suelen triturarse y los fragmentos se colocan en una placa de cultivo celular con medio de crecimiento . Con el tiempo, las células progenitoras migran del tejido a la superficie de la placa. Estas células primarias pueden expandirse y transferirse a placas nuevas mediante micropropagación .
El cultivo de explantes también puede referirse al cultivo de los propios fragmentos de tejido , donde las células se dejan en su matriz extracelular circundante para imitar con mayor precisión el entorno in vivo , por ejemplo, el cultivo de explantes de cartílago [ 3 ] o el cultivo de implantes de blastocistos [ 4 ] .
Solicitud
Históricamente, el cultivo de explantes se ha utilizado en diversas áreas de la investigación biológica. La organogénesis y la morfogénesis fetal se han estudiado mediante cultivos de explantes. Dado que el cultivo de explantes se realiza en el laboratorio, el área o las células de interés pueden marcarse con marcadores fluorescentes. Estos marcadores transgénicos permiten a los investigadores observar el crecimiento de células específicas. Por ejemplo, el desarrollo del tejido neural y la regeneración del sistema nervioso central se han estudiado mediante cultivos de explantes organotípicos. [ 1 ]
El papel de un gen específico, la expresión génica y el mecanismo de acción también pueden estudiarse mediante el cultivo de explantes. Ciertos factores que controlan o contribuyen al crecimiento podrían identificarse durante las diferentes etapas de la embriogénesis. El análisis del patrón de expresión permitiría rastrear la ubicación de los transcritos génicos. También se podría cuantificar la cantidad de gen expresado. [ 1 ]
En colaboración con la investigación con células madre, los investigadores han logrado cultivar órganos simples derivados de células madre pluripotentes humanas autólogas. Hasta el momento, se han desarrollado vejigas y tráqueas. Este método busca abordar el rechazo de tejidos, y ya existen casos de trasplantes exitosos. Un equipo de investigación del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa en Winston-Salem, Carolina del Norte, trasplantó con éxito vejigas modificadas genéticamente con células madre a siete pacientes pediátricos con disfunción vesical. Otro caso fue el de un equipo del University College de Londres, Reino Unido, que trasplantó una tráquea derivada de las propias células madre del paciente. [ 5 ]
A pesar de todas las ventajas del cultivo de explantes, existen algunas limitaciones. La principal desventaja es que no proporciona tiempo suficiente para estudiar enfermedades crónicas. Si bien dos o tres semanas pueden ser suficientes para estudiar cambios agudos, no es adecuado para experimentos que requieren observaciones a largo plazo.
Investigación actual
Retina
Se han estudiado numerosos procesos neurobiológicos mediante cultivos de explantes de retina. La comprensión del desarrollo de la retina ha permitido a los investigadores estudiar con mayor detalle la neurodegeneración patológica y las enfermedades retinianas relacionadas. Los injertos celulares derivados de la terapia con células madre retinianas constituyen un área de investigación activa para el tratamiento de la degeneración macular, la retinosis pigmentaria, la pigmentación y el glaucoma. [ 6 ]
Referencias
- 1 2 3 4 "Cultivo de explantes para estudios de desarrollo | Protocolo" . www.jove.com . Consultado el 25 de mayo de 2017 .
- 1 2 "Cultivo de explantes de tejido neural" . Base de datos de educación científica JoVE .
- ↑ Orth MW et al. (2000) Recambio de cartílago en cultivos de explantes tibiales de embriones de pollo. Poult Sci 79:990-993.
- ↑ Ivan Bedzhov, Magdalena Zernicka-Goetz. (2014). Las propiedades autoorganizativas de las células pluripotentes de ratón inician la morfogénesis tras la implantación. Cell ; DOI: 10.1016/j.cell.2014.01.023
- ↑ Hunter, Philip (25 de mayo de 2017). "Un órgano a la vez: la investigación ha avanzado mucho en la creación de tejidos humanos in vitro para trasplante, pero los órganos complejos cultivados en laboratorio aún están a décadas de distancia" . EMBO Reports . 15 (3): 227–230 . doi : 10.1002/embr.201438528 . ISSN 1469-221X . PMC 3989688. PMID 24554301 .
- ↑ Garg, Aakriti; Yang, Jin; Lee, Winston; Tsang, Stephen H. (2017-02-02). "Terapias con células madre en trastornos de la retina" . Cells . 6 (1): 4. doi : 10.3390/cells6010004 . PMC 5371869. PMID 28157165 .
- cultivo celular
