Hücre Kültürü ve Uygulama Alanları


Seda İpek - Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi-Eczacı/Farmasötik Toksikoloji Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Öğrencisi


Sağlık alanında yapılan birçok bilimsel çalışmalarda, içinde insanın da dâhil olduğu diğer memeli canlıların kullanılması, yapılan her çalışmada olduğu gibi kolaylık getirmesine karşın beraberinde etik sorunları da getirmektedir.(1)


Oluşabilecek etik sorunlar için de in vitro hücre kültürü çalışmalarının gelişmesi ve kullanılması durumu ortaya çıkmıştır. Peki, bahsedilen hücre kültürü nedir? Hücre kültürü, bitki veya memelilerden izole edilen çeşitli hücre tiplerinin, içerisinde aminoasitler, vitaminler, inorganik tuzlar, serum ve glukoz gibi besin maddelerinin bulunduğu bir besiyeri ortamında uygun sıcaklık, nem, karbondioksit ortamı altında hücrelere insan vücudu koşullarının sağlanmasıdır. İnsan vücudu koşulları taklit edilerek hücrelerin yapay bir ortamda çoğalmasına izin verilir.(1) Hücre kültürü için çeşitli canlıların farklı organları önce parçalanıp hücrelerine çeşitli işlemler sonucu ayrılırlar. Kullanılan canlılar insan, maymun, tavşan, kobay, fare gibi canlılar ve bunların böbrek, akciğer, tümör, amniyon zarları gibi farklı doku ve organları olabilir. Uygun koşullar altında petri kabı ya da flask içerisinde bekletilen hücreler kabın çeperine tutunarak/ kapların yüzeylerini kaplayarak ürerler. Üremeleri sonucunda elde edilen yapı hücre kültürü adını almaktadır.(2)


Hücrelerin kültür ortamında yaşayabilmesi, çoğalabilmesi ve işlevlerini yerine getirilmesi için gereken en önemli nokta hazırlanan ortamın uygun şartlar altında olmasıdır.(3) Besiyeri ortamının doğru hazırlanması, steril bir ortamda çalışılması, doğru pH, sıcaklık, nem ve karbondioksit miktarının ayarlanması ve optimize edilmesi dikkat edilmesi gereken en önemli noktalardır.


Hücre kültüründe kullanılan besiyerleri in vitro koşullarda hücrelerin metabolik aktivitelerini normal olarak devam ettirebilmeleri için gerekli mikroçevreyi sağlayan besleyici solüsyonlardır. (4) Besiyeri ortamının içerisideki iyonlarla gerekli ozmolarite ve pH sağlanmaktadır. (4)


Hücre Kültüründe Yer Alan Hücrelerin Morfolojisi (Şekil&Görünüşleri)



Kültürdeki hücrelerin morfolojisini ışık mikroskopu altında incelemek mümkünüdür. (3) Kültürde yer alan hücrelerin morfolojisi 3 temel kategoriye ayrılmaktadır. Bunlar; fibroblastik hücreler, epitelyal benzeri hücreler ve lenfoblast benzeri hücrelerdir.(5)


Fibroblastik hücreler çift veya çok kutuplu, uzamış şekilli ve bir substrata tutunarak büyüyen hücrelerdir. Epitelyal benzeri hücreler, çokgen ve düzenli şekilleri olan, substrata ayrık tutunan hücrelerdir. Lenfoblast benzeri hücreler ise küre şeklinde olup süspansiyon içerisinde bir yüzeye tutunmadan büyüyen hücrelerdir.(5)


Hücre Çeşitleri




Yapışma özelliklerine göre hücreler süspanse hücreler ve monolayer(tutunarak büyüyen) hücrelerdir. Süspanse hücreler kan hücreleri gibi besi yerinde asılı kalırken, monolayer hücreler ise flask tabanına tek tabaka halinde yapışarak çoğalırlar. Hematopoetik hücreler süspanse hücre kültürüne örnek verilebilir. Monolayer hücreler integrin denilen heterodimerik proteinler ve ekstrasellüler matrikste bulunan kollajen, laminin ve fibronektin gibi proteoglikanların aracılık ettiği karışık bir mekanizma ile bunu gerçekleştirmektedir. Adezyon ve tutunmada rol alan glikoprotein ise fibronektindir.(1)

Hücre kültürü çalışmaları, hücrelerin elde edildiği kaynaklara göre primer hücre kültürleri ve sürekli hücre kültürleri olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.(1)


Primer hücre kültürü ve devamlı hücre hattının avantaj ve dezavantajları(Tuncer ve Demirci,2011)

Hücre Kültür Ortamı İçin Kullanılan Cihazlar(4)


- Laminar steril çalışma kabini (Hood)

- CO2 inkübatörü

- İnverted mikroskobu

- Santrifüj

- Vakum hattı

- Otoklav

- Sıvı azot tankı

- -80ºC saklama dolabı


Hücre Kültürünün Avantaj ve Dezavantajları


Hücre kültürü tüm bilim çevrelerinde kabul görmüş bir laboratuvar tekniğidir. Hormonal ya da sinirsel bir uyarı olmadan, uygun şartlar altında fizyolojik ve patolojik olaylarda hücre içi sinyal yolaklarının ve bu yolaklara bağlı hücresel cevabın oluşum şeklini ortaya koyabilmek hücre kültürünün temel amacıdır. Bu nedenle önemli bir in vitro model olan hücre kültürü ayrıca in vivo deneylere benzer şekilde hastalık modelleri de oluşturarak bu modellerde koruyucu veya tedavi edici ilaç adayları, ilaçların fizyo-patolojik hücresel cevaba yansımaları takip edilebilmektedir.(1)


Yukarıda anlatılanlara ek olarak hücre kültürünün diğer avantajları şunlardır:

- İn vivo deneylerde vücut sıcaklığı, O2 ve CO2 kısmi basınçları, pH ve ozmotik basınç gibi fizikokimyasal koşulların deney hayvanlarında tam olarak sağlanamaması hücre kültürünü avantajlı hale getirmektedir. (1)

- İn vivo deneylerde kullanılan hayvanlarda metabolik aktivite varlığı, kimyasalların biyotransformayona uğraması, eliminasyon durumu ve ilaçlar dahil tüm ksenobiyotiklerin daha fazla miktarda verilme gerekliliği hücre kültürünü in vivo deney hayvanları modeline göre daha üstün kılmaktadır.(1)

- Hücre kültürü çalışmaları deney hayvanlarına göre daha az maliyetli ve ekonomiktir.(1)

- Hücrelerin sürekli olarak pasajlanması tek tip hücre durumunu artırarak yapılan çalışmalarda tekrarlanabilirliği artırmaktadır.(1)

- Hücre kültürü çalışmaları etik kurul iznine gerek kalmadan gerçekleştirilmektedir.(1)

Dezavantajları olarak da şunlar söylenebilir:

- Hücre kültürü organizmadan izole ortamlarda yapılmaktadır. Bu durum in vivo ortamlardaki çalışmalardan elde edilecek sonuçlardan farklı sonuçlar çıkarabilmektedir.(1)

- Hücre kültürü yapmak tecrübe ve uzmanlık isteyen tekniklerin kullanımını gerektirmektedir.(1)

- Kontaminasyon riski söz konusu olabilmektedir.(1)

- Hücrelerin uzun süreli dondurulması ve pasaj sayısının fazla olması biyokimyasal ya da genetik farklılıkların ortaya çıkma ihtimalini artırmaktadır.(1)

- Kullanılan besi kapları veya pipetlerin tek kullanımlık olması, cam malzemelerin kullanım sonrası temizlenerek otoklav ile sterilize edilmesi maliyetli ve zaman alıcıdır.(1)


Hücre Kültürünün Çalışma Alanları


İn vitro hücre kültürü laboratuvarı araştırmacılara hücre içi ve hücreler arası biyokimyasal olayların moleküler düzeyde incelenebilmesi için devamlı olarak hücrelerin temin edilmesi ve hücrelere istenilen deneysel uygulamaların yapılması için kurulmuştur. Bu anlamda hücre kültürü çalışmaları ile:

- İn vitro toksikoloji ile kanser araştırmaları

- Sitogenetik, biyokimyasal, moleküler biyolojik çalışmalar,

- Hastalıkların tanı ve araştırılması,

- Doku ve deri mühendisliği,

- Aşı üretimi, kök hücre,

- Tüp bebek ve kısırlık tedavileri,

- Farmasötik proteinlerin üretimi yapılabilmektedir.(4)


Hücre Kültürü ile Yapılan Bilimsel Çalışmalara Örnekler


BAL ve ark.(1995) kromozomal anomali riski taşıyan gebeliklerde amniyotik hücre kültürü yöntemi ile fetal kromozomları inceleyerek fetal kromozomal anomalilerin doğum öncesi dönemde tanımlanma çalışması yapmıştır. Yapılan bu çalışmada amniosentez sentez sonucu elde edilen amniyotik hücre kültürü sonunda fetal kromozomlar incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre ileri anne yaşının koromozom anomalisinin oluşumunda önemli bir risk faktörü olduğu gösterilmiştir. Anne yaşı 35’in altında olan ve düşük riskli grupta yer alan kişilerde üçlü testin önemi vurgulanmış ve tüm gebeliklere üçlü testin tarama testi olarak uygulanmasının özellikle Down sendromunun doğum öncesi teşhis edilmesi açısından önemi ortaya konmuştur.


YAZIR ve DALÇIK(2012), vasküler patolojilerin araştırılmasında önemli bir araç olan endotel hücre kültürü ile ilgili bir derleme yazısı kaleme almışlarıdır. Yaptıkları bu derlemede vasküler patolojilerin araştırılmasında insan göbek kordonu veninden elde edilen endotel hücrelerin iyi bir endotel hücre kaynağı olduğu ve bu hücrelerin hücre kültürü çalışmasında kullanılabileceğini vurgulamışlardır.






Kaynakçalar

1-) https://www.researchgate.net › 303939393_Hucre_Kulturu_Teknikleri

2-) Candan, Ç. (2006). Klinik viroloji labaratuvarında uzmanlık öğrencisine verilen hücre kültürü eğitim programı. İnfeksiyon Dergisi, 20(3), 231-241.

3-) Yazır, Y., & Dalçık, H. (2012). Vasküler Patolojilerin Araştırılmasında Önemli Bir Araç: Endotel Hücre Kültürü. Koşuyolu Kalp Dergisi, 15(3), 137-142.

4-) www.dicle.edu.tr › Dosya › hucre-kulturu-ve-teknolojisi-1-2012_1044

5-) https://acikders.ankara.edu.tr › mod › resource › view

6-) BAL, F., OĞUR, G., YILDIZ, A., ŞAHİN, İ., & MENEVŞE, A. (1995). INVESTIGATION OF FETAL CHROMOSOMES WITH AMNIOTIC CELL CULTURE AT THE PREGNANCIES WITH HIGH RISK OF CHROMOSOMAL ABNORMALITY. Turkiye Klinikleri Journal of Gnynecology and Obstetrics, 5(4), 249.

7-) Yazır, Y., & Dalçık, H. (2012). Vasküler Patolojilerin Araştırılmasında Önemli Bir Araç: Endotel Hücre Kültürü. Koşuyolu Kalp Dergisi, 15(3), 137-142.

1,803 görüntüleme

Türkiye'nin Tek Popüler Genetik Bilim Dergisi

Bezelye Dergi ISSN: 2587-0173

Bizi Takip Et
  • Beyaz Facebook Simge
  • Beyaz Instagram Simge
  • White Twitter Icon
  • Icon-gmail
  • kisspng-white-logo-brand-pattern-three-d
  • images
  • medium
  • Dergilik
  • YouTube

© 2019 by Bezelye Dergi