Pengetahuan

Pengenalan Budaya Sel Mamalia

October 27, 2021

Sistem kultur sel mamalia dapat dibagi lagi sesuai dengan beberapa karakteristik yang berbeda. Yang paling jelas adalah morfologinya. Karena penampilan dalam mikroskop seseorang dapat membedakan antara sel-sel fibroblastik atau fibroblastik seperti, sel-sel seperti epitel, dan sel-sel seperti limfoblast.

Sel-sel fibroblastik atau fibroblast-seperti bipolar atau multipolar dan memanjang dalam bentuk (Gambar 1).  Mereka tumbuh melekat pada substrat dan sering menyelaraskan ke dalam rakitan paralel. Pada organisme hidup, fibroblas mengeluarkan matriks ekstraseluler dan merupakan bagian dari jaringan ikat. Selain itu, sel-sel neuron dapat peringkat di antara sel-sel fibroblast-seperti karena bentuk multipolar mereka.

Sel-sel seperti epitel memiliki bentuk poligonal dan secara umum menunjukkan dimensi yang lebih teratur. Mereka tumbuh melekat pada substrat di patch diskrit (Gambar 1). Sel-sel seperti epitel menunjukkan membran plasma dengan dua sub-area yang berbeda dalam struktur dan fungsi. Sedangkan membran apikal menghadapi media kultur, membran basolateral menyebar antara sel-sel individu dan pembuluh kultur. Kedua domain membran dipisahkan oleh persimpangan ketat. In vivo,sel epitel melapisi struktur tubuh.

Sel-sel seperti limfoblast menunjukkan garis besar bola dan biasanya tumbuh dalam suspensi (Gambar 1). Berbeda dengan sel-sel fibroblastik atau epitel seperti mereka tidak menempel ke permukaan. Contoh yang baik untuk sel-sel seperti limfoblast adalah sel-sel darah. Gambar 1: Sel mamalia dapat dibedakan sesuai dengan morfologinya. Fibroblas (kiri) memiliki bentuk bipolar atau multipolar. Sel-sel seperti epitel (tengah) menunjukkan dimensi yang lebih teratur dan sel-sel seperti limfoblast (kanan) bulat dan tumbuh dalam suspensi. Tipe Sel

Pembeda lain dari sistem kultur sel mamalia adalah jenis sel yang digunakan. Menurut asal mereka, sel dapat dibagi menjadi garis sel yang diabadikan, sel primer, dan sel induk (termasuk sel-sel spesifik pasien).

Jenis sel yang paling umum digunakan kembali ke sel-sel abadi yang berasal dari jaringan kanker atau terinfeksi onkogen. Karena latar belakang ganas mereka, mereka membagi tanpa batas waktu. Fakta ini membuat mereka sangat mudah untuk budaya sebagai garis sel. Mereka juga kuat dan terjangkau.

Di sisi lain, orang harus mempertimbangkan bahwa latar belakang genetik mereka yang bermutasi tidak terlalu dekat dengan alam lagi. Contoh yang sangat menonjol adalah garis sel HeLa yang berasal dari karsinoma serviks. Dibandingkan dengan 46 kromosom sel manusia normal, inti mereka memiliki sekitar 80 kromosom. Garis sel abadi lainnya yang umum digunakan adalah hek, A549, Jurkat, MDCK, COS, atau sel Vero. Gambar 2: Sel HeLa termasuk dalam kelompok garis sel yang diabadikan.

Sel-sel primer diambil langsung dari jaringan hidup. Untuk budidaya, fragmen jaringan asli dipisahkan secara enzimatik, kimia, atau mekanis ke dalam sel tunggal yang dapat diunggulkan pada termos budaya. Sel-sel primer jauh lebih sulit untuk dikultivasikan daripada garis sel yang diabadikan. Tingkat kelangsungan hidup mereka rendah dan banyak dari mereka tidak membelah. Selain itu, manipulasi genetik mereka bisa menjadi tantangan. Namun demikian, itu mungkin sepadan dengan usaha, karena karakteristik mereka jauh lebih dekat dengan sel-sel alami. Dengan kata lain, hasil ilmiah yang diperoleh dengan sel primer dapat diterjemahkan ke dalam dunia in vivo dengan lebih percaya diri. Gambar 3: Kultur sel neuron primer.

Sel punca adalah sel pendiri tubuh. Mereka dapat membedakan dari sel-sel non-khusus menjadi sel jaringan khusus dengan karakteristik dan fungsi khusus. Dengan demikian, mereka dikelompokkan ke dalam beberapa kelas. Sel induk pluripotent adalah yang paling serbaguna dan mampu berdiferensiasi menjadi semua jenis sel tubuh. Dibandingkan dengan sel induk pluripotent, sel induk multipotent menunjukkan rentang diferensiasi yang sedikit terbatas. Sel induk bipotent hanya dapat berkembang menjadi dua jenis sel yang berbeda. Sel induk juga membelah, yaitu mereka dapat memperbarui diri, selain membedakan menjadi jenis sel khusus.

Sumber sel induk bervariasi. Secara klasik mereka diperoleh dari embrio – yang disebut sel induk embrionik. Yang lain dapat diekstraksi dari jaringan tertentu, misalnya sumsum tulang mengandung sel induk darah. Jenis sel ini disebut sel induk “spesifik jaringan” atau “dewasa”. Karena masalah etika, mendapatkan sel induk dari hewan hidup atau manusia sulit untuk dibenarkan. Itulah sebabnya kesempatan untuk menginduksi sel-sel tubuh yang sudah dibedakan untuk berubah menjadi sel induk mendapatkan banyak minat. Sel somatik dapat diprogram ulang oleh transfeksi dengan hanya empat gen(c-Myc, klf-4, oct-4, sox-2),menghasilkan apa yang disebut sel induk pluripotent diinduksi (iPSC).

Meskipun bekerja dengan sel induk menantang, mereka memberi para peneliti fleksibilitas tertinggi. Tergantung pada bahan-bahan yang termasuk dalam media sel, seperti nutrisi tertentu dan faktor pertumbuhan, sel induk dapat dipicu untuk berkembang menjadi jenis sel yang berbeda, misalnya neuron.

Terutama di lingkungan klinis, iPSCs sangat penting, karena para peneliti dapat memperolehsel spesifik penyakit atau bahkan pasien tertentuuntuk menemukan obatnya. Obat yang dipersonalisasi ini menjanjikan terapi yang sangat efektif. Organisasi Kultur Sel

Semua jenis sel yang disebutkan di atas dapat tumbuh dengan cara yang berbeda. Misalnya, kultur sel dapat terdiri dari hanya satu jenis sel atau yang berbeda. Selain itu, sel-sel dapat diatur dalam orientasi 2D atau 3D.

Cara paling sederhana untuk kultur sel adalah dalam cawan petri biasa dengan sel-sel tumbuh di bagian bawah dalam monolayer (Gambar 4). Budaya mono seperti itu hanya tipe sel tunggal yang mudah dan terjangkau. Oleh karena itu, HeLa, MDCK, sel HEK, dll yang dikultur dalam wadah klasik, dapat ditemukan di hampir setiap laboratorium biologi sel.  Di sisi lain, kultur mono 2D juga merupakan cara paling artifisial untuk mempertahankan sel. Ada dua argumen utama yang mendukung kesimpulan ini: 1) dalam organisme hidup, sel tumbuh dalam tiga dimensi dan 2) mereka tidak tumbuh terpisah dari jenis sel lain.

Satu langkah lebih dekat ke alam adalah untuk co-budaya beberapa jenis sel dalam dua dimensi. Contoh garis sel co-kultur adalah kultur primer neuronal adalah sel glia tumbuh bersama dengan neuron (Gambar 4).

Untuk memasuki dunia 3D, ahli biologi sel harus menerapkan trik tertentu. Salah satunya adalah dengan mengambil kesempatan sel untuk mematuhi substrat. Hal ini dapat dicapai baik dengan menggunakan pembuluh kultur sel dengan lapisan khusus, atau penggunaan matriks gel (misalnya Matrigel™), atau dengan kultur sel dalam “menjatuhkan menggantung”. Dinyatakan dengan cara yang sederhana, jika sel-sel tidak dapat menempel pada pembuluh kultur, mereka tetap satu sama lain. Akibatnya beberapa ribu sel tunggal dapat mematuhi untuk membentuk apa yang disebut spheroid dengan diameter 200 – 1000 μm. Objek semacam ini memiliki organisasi yang lebih realistis termasuk gradien metabolik dan proliferasi yang umum di jaringan alami (Gambar 4). Fakta ini adalah salah satu alasan mengapa spheroids umumnya digunakan untuk penemuan obat, karena mereka meniru tumor avaskular tepatnya. Gambar 4: Organisasi kultur sel mamalia dapat dibagi menjadi beberapa kategori. Yang paling mudah adalah menumbuhkan tipe sel tunggal dalam dua dimensi (a). Status yang lebih alami dapat dicapai dengan co-kultur beberapa jenis sel dalam dua dimensi (b). Untuk kultur sel 3D sel harus tumbuh di pembuluh khusus atau matriks (c). Kultur 3D dari beberapa jenis sel adalah sistem model yang paling realistis (d).

Cara lain untuk menumbuhkan sel di lingkungan 3D yang lebih realistis adalah dengan menggunakan perancah. Matriks yang terbuat dari logam, polimer, atau keramik dapat digunakan untuk membantu sel merayap ke dalam bentuk tiga dimensi. Perancah ini dapat digunakan sebagai implan klinis atau juga untuk aplikasi laboratorium.

Prinsip yang entah bagaimana serupa diimplementasikan dalam Organs-on-a-chip yang terdiri dari perangkat mikrofluida yang dijajah oleh berbagai jenis sel. Perangkat mikrofluida dapat memiliki beberapa ruang yang dapat terus diresapi. Dengan pengaturan semacam ini, para peneliti dapat mensimulasikan fisiologi pada tingkat jaringan dan organ. Penggunaan tambahan membran dan bahan yang dapat diregangkan menghasilkan penciptaan struktur buatan dengan kesamaan yang menakjubkan dengan alam, misalnya meniru proses dinamis seperti pernapasan atau metastasis.

Share Button

No Comments

Leave a Reply