Банк сотовых телефонов
Банк клеток — это объект, в котором хранятся клетки определенного генома с целью будущего использования в продукте или для медицинских нужд, но он также может описывать саму сущность хранимых клеток. Банки клеток часто содержат большое количество базового клеточного материала , который можно использовать для различных проектов. Банки клеток могут использоваться для получения подробных характеристик клеточных линий, а также могут помочь уменьшить перекрестное загрязнение клеточной линии . [1] Использование банков клеток также снижает стоимость процессов культивирования клеток, обеспечивая экономичную альтернативу постоянному хранению клеток в культуре. Банки клеток обычно используются в таких областях, как исследования стволовых клеток и фармацевтика, при этом криоконсервация является традиционным методом сохранения клеточного материала в неприкосновенности. [2] Банки клеток также эффективно снижают частоту диверсификации образцов клеток из естественных клеточных делений с течением времени. [3]
Виды банков клеток
[ редактировать ]Говоря о банках клеток как о ресурсе в таких областях, как биофармацевтическое производство, можно выделить четыре различных типа:
- Банки клеток исследований и разработок
- Главный банк клеток
- Рабочий банк клеток
- Банк клеток, снятый с производства
Хотя банки клеток исследований и разработок (НИОКР), как уже следует из названия, используются в исследовательских целях, они также функционируют как платформы для так называемых главных банков клеток (MCB). При наличии достаточного количества проверенных клеток они становятся отправной точкой биофармацевтического процесса производства клеточных продуктов. Само производство осуществляется в рабочих банках клеток (WCB), и после завершения производственного процесса создается банк клеток конца производства (EoPCB) в качестве эталона, а также для контроля качества. [4]
Хранилище
[ редактировать ]Прежде чем поместить донорские клеточные линии на хранение, их сначала пролиферируют и размножают в большое количество идентичных клеток, а затем хранят в ряде криопробирок . Вместе с клетками во флаконы добавляются также криозащитные средства, защищающие клетки от разрыва кристаллами льда в процессе замораживания. Распространенным криозащитным средством является 10% раствор ДМСО. [5] Затем эти криопробирки помещают в лоток, маркируют генетическими данными клеточной линии и помещают в криогенные морозильники. Морозильные камеры содержат азот в жидкой или паровой форме, а клетки замораживаются со скоростью от -1 до -3 градусов Цельсия в минуту до достижения температуры -196 градусов Цельсия. [2] [6] При температуре -196 градусов по Цельсию метаболические процессы внутри клеток значительно замедляются, чтобы остановить весь рост клеток, сохраняя таким образом клеточную линию, что особенно полезно, когда клеточная линия имеет ограниченное количество клеточных делений. [7] В этом состоянии клетки можно хранить в течение длительного периода времени, что снижает скорость деградации клеточного материала. [2]
Замораживание
[ редактировать ]Общий процесс замораживания клеток млекопитающих включает в себя суспендирование небольшой плотности интересующих клеток в растворе агентов криоконсервации в криопробирке и замораживание клеток до температуры -196 градусов Цельсия. Медленная скорость замораживания важна для поддержания здоровья клеточной культуры. Замораживание клеток со скоростью от -1 до -3 градусов по Цельсию в минуту обычно приемлемо для поддержания здоровья клеточных культур. [8] Слишком быстрое замораживание может привести к повреждению клеток. [9] При скорости замораживания -5 градусов Цельсия в минуту наблюдается значительное уменьшение размороженной культуры клеток. Еще более выраженное снижение здоровья клеточных культур наблюдается при более высоких скоростях замораживания, вплоть до того, что клеточная культура не может поддерживать плотность клеток. [10] Использование средств криоконсервации также имеет ключевое значение для процесса замораживания. Обычно используемым криозащитным средством является 10% раствор ДМСО, который защищает клетки от разрушения, вызванного кристаллами льда во время замораживания и оттаивания. Было обнаружено, что ДМСО токсичен для клеток и требует разбавления после размораживания клеток. [8]
Оттаивание
[ редактировать ]Рекомендуется быстрое оттаивание для вывода клеток из криоконсервации и запуска нормальных метаболических процессов. Важно свести к минимуму воздействие криопробирки и ее содержимого на комнатную или окружающую температуру. Быстрое оттаивание важно для предотвращения быстрого таяния и повторного замерзания содержимого флакона, что может привести к образованию кристаллов льда и разрыву клеток во флаконе. Оттаивание можно осуществить за несколько минут на водяной бане при температуре около 37°С. [8] Эксперименты показали, что более медленное оттаивание в контролируемой среде, например в инкубаторе, также можно использовать для безопасного оттаивания криозамороженных клеток. Оттаивание в инкубаторе позволяет избежать риска загрязнения, связанного с оттаиванием на водяной бане, однако требует значительно больше времени и ресурсов. [10] После оттаивания клетки необходимо перенести из криопробирки в другой сосуд и ресуспендировать в среде. Разбавив концентрацию присутствующего криозащитного агента, можно смягчить негативные эффекты, такие как токсичность криозащитных агентов для метаболически активных клеток. [2]
История
[ редактировать ]Первоначально ученые хранили коллекции клеточного материала для собственного использования, а не для научного сообщества в целом. Первым человеком, получившим право создать банк клеток для широкого использования, был Крал, чехословацкий ученый, который создал свою коллекцию банка клеток в конце 1890-х годов. [11]
В настоящее время существует большое количество «коллекций культур и биоресурсных центров», обслуживающих отдельную часть процесса биоинженерии . Некоторые примеры из них включают Всемирную федерацию коллекций культуры и Международное общество биологических и экологических хранилищ. [11] В январе 2003 года был создан Британский банк стволовых клеток, который будет служить центральным подразделением для сбора образцов и тестирования на людях. [12] Национальный банк стволовых клеток был создан в октябре 2005 года в Мэдисоне, штат Висконсин, в качестве хранилища специально для линий стволовых клеток. В настоящее время здесь обитают 13 из 21 линии стволовых клеток, существующих в мире и внесенных в Реестр стволовых клеток, ведущийся Национальными институтами здравоохранения . [13]
В 1987 году Всемирная организация здравоохранения создала эталонный банк клеток, чтобы предоставить ресурсы для разработки вакцин и других биологических лекарств. Еще один банк эталонных клеток был создан Всемирной организацией здравоохранения в 2007 году из-за проблем со стабильностью клеток MRC-5 . [14]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кауфманн, Стефан HE (2004). Новые стратегии вакцинации . Вайли-ВЧ . п. 283. ИСБН 9783527606092 . Проверено 12 августа 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д Харель, Адриан (13 февраля 2013 г.). «Криоконсервация и банк клеток для терапии на основе аутологичных мезенхимальных стволовых клеток» . Трансплантация клеток и тканей и терапия . 2013 (5): 1. doi : 10.4137/CTTT.S11249 .
- ^ «Криогенное хранение клеток животных» . 2010. Проверено 12 марта 2017 г.
- ^ Эдер, Майкл (01 августа 2023 г.). «Клеточный банкинг: определение, процесс и производство» .
- ^ Де Роза, Альфредо; Де Франческо, Франческо; Тирино, Вирджиния; Ферраро, Джузеппе А.; Дезидерио, Винченцо; Пайно, Франческа; Пироцци, Джузеппе; Д'Андреа, Франческо; Папаччо, Джанпаоло (2 марта 2009 г.). «Новый метод криоконсервации стволовых клеток, полученных из жировой ткани: привлекательная и подходящая крупномасштабная и долгосрочная технология банковских операций с клетками». Тканевая инженерия. Часть C: Методы . 15 (4): 659–667. дои : 10.1089/ten.tec.2008.0674 . ISSN 1937-3384 . ПМИД 19254116 .
- ^ Беме, Стефан (2009). Производство фармацевтических белков: от технологии к экономике . Джон Уайли и сыновья . стр. 46–47. ISBN 9783527627684 . Проверено 12 августа 2011 г.
- ^ Фанелли, Алекс. «Банк клеток (MCB, WCB, криоконсервация)» . Проверено 30 ноября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с 7.1-7.4. Справочник по фундаментальным методам в лабораторных исследованиях клеточных культур – 2-е издание. Np: Агентство по охране здоровья, № 20-23 . Общественное здравоохранение Англии. Интернет. 24 января 2017 г.
- ^ Купман, К. (2013). Криоконсервация: технологии, применение и риски/результаты (PDF) . Издательство Nova Science. стр. 91–108.
- ^ Jump up to: а б Тирумала, Шридхар; Гебель, В. Скотт; Вудс, Эрик Дж. (01 мая 2013 г.). «Производство и хранение мезенхимальных стволовых клеток». Экспертное мнение о биологической терапии . 13 (5): 673–691. дои : 10.1517/14712598.2013.763925 . ISSN 1471-2598 . ПМИД 23339745 . S2CID 11118546 .
- ^ Jump up to: а б Обнимаю, Кристина (2010). Трансляционные исследования стволовых клеток: вопросы, выходящие за рамки дебатов о моральном статусе человеческого эмбриона . Спрингер . стр. 225–237. ISBN 9781607619598 . Проверено 16 августа 2011 г.
- ^ Герольд, Ева; Дейли, Джордж (2007). Войны стволовых клеток: внутренние истории с передовой . Пэлгрейв Макмиллан . п. 205 . ISBN 9781403984999 . Проверено 16 августа 2011 г.
банк стволовых клеток.
- ^ Свендсен, Клайв; Эберт, Эллисон Д. (2008). Энциклопедия исследований стволовых клеток, Том 2 . Публикации SAGE . стр. 369–370. ISBN 9781412959087 . Проверено 16 августа 2011 г.
- ^ «ВОЗ | Банки эталонных клеток ВОЗ (RCB)» . www.who.int . Архивировано из оригинала 25 декабря 2013 года . Проверено 4 апреля 2017 г.