En investigación y desarrollo de fármacos, los científicos utilizan habitualmente líneas celulares como modelo de tejido sano o enfermo. El uso de líneas celulares ofrecen una forma fácil, económica y estable de obtener resultados. Sin embargo, a menudo no representan completamente lo que ocurre in vivo. Si en cambio, el investigador desea modelar un comportamiento fisiológico complejo, las células primarias humanas podrían ser la mejor opción para sus experimentos.
Imagina que quieres plantar un jardín de flores. Puedes buscar flores que encajen perfectamente en tu entorno, aunque pueden resultar caras y requerir un conocimiento para su cuidado. O bien, puede elegir variedades que quizás no sean las ideales, pero que crezcan en todas partes, sean asequibles y no necesiten muchos cuidados. De manera similar, cuando está comenzando un proyecto de investigación y necesita decidir si usar células primarias humanas o líneas celulares inmortalizadas, debes considerar una variedad de factores.
¿Quiere construir un modelo de cultivo celular que represente fielmente la situación humana que quieres estudiar in vivo? En este caso, las células primarias humanas son la mejor opción. Además, si planea publicar sus resultados, debe tener en cuenta que los revisores pueden querer que valide sus resultados en un sistema que sea relevante para la fisiología humana. ¿O en cambio desea un modelo con el que sea fácil trabajar y esté bien establecido? En este caso, el uso de líneas celulares inmortalizadas sería el modelo a escoger, aunque este sistema podría no comportarse como lo hacen en los humanos.
Células primarias humanas: asomándose a la vida real
Las células primarias humanas se aíslan directamente de los tejidos y conservan las características morfológicas y funcionales de su tejido de origen. Por ejemplo, el tejido tumoral original del cáncer colorrectal conserva varios marcadores tumorales y microARN conocidos. En comparación, las líneas celulares muestran diferencias en su expresión (Pastor et al., 2010).
Sin embargo, las células primarias no viven para siempre. Se someten a procesos de senescencia y tienen un potencial limitado de autorrenovación y diferenciación. A medida que envejecen, muestran cambios morfológicos y funcionales, por lo que debes usarlos en los primeros pasajes. Las características genéticas y la edad de los donantes también son importantes, ya que sus células pueden comportarse de manera diferente en las mismas condiciones de cultivo.
Esto puede ser bueno cuando investiga cómo las características celulares específicas difieren en la población o cuando prueba nuevos compuestos. Por otro lado, ¿sus pruebas requieren una variabilidad baja? En ese caso, use células de un mismo donante. Una ventaja de las células primarias humanas es que no necesita depender de modelos animales. Esto significa que puede evitar las diferencias entre especies, como en la anatomía, las vías moleculares y el metabolismo, que pueden afectar la toxicidad y el modo de acción de los medicamentos.
El cómo manejes tus células primarias determinará el éxito de tus experimentos
Los cultivos primarios a partir de células humanas pueden iniciarse a partir de células sanas o células cancerosas. Provienen de donantes sanos, de donación de órganos, de muestras quirúrgicas, tejidos fetales o donantes post-mortem. Al planificar sus experimentos, tenga en cuenta que la fuente de células primarias humanas es limitada. Esto significa que es posible que no pueda obtener material adicional del mismo donante. Además, los cultivos primarios derivados de explantes de tejido son una mezcla de diferentes células en diferentes etapas, por lo que si desea iniciar cultivos más homogéneos, es posible que deba purificar tipos de células específicos. Debido a que las células primarias son más sensibles que las líneas celulares, a menudo requieren nutrientes y factores de crecimiento adicionales.
Debido a que los diferentes tipos de células necesitan diferentes medios de cultivo para crecer y sobrevivir, siempre optimice las condiciones de cultivo para cada tipo de célula. Las líneas celulares necesitan niveles elevados de suero. Sin embargo, el suero no está estandarizado y varios lotes pueden mostrar una gran variabilidad de las muchas sustancias contenidas. Esto podría influir en gran medida en los resultados de su investigación e incluso hacerlos inconsistentes. En el caso de las células primarias humanas, recuerde que los altos niveles de antibióticos disminuyen su viabilidad y crecimiento. A medida que las células alcanzan las diferentes etapas de cultivo, es necesario caracterizarlas e identificar cualquier cambio morfológico y funcional. Esto es relevante para el control de calidad. Por supuesto, una buena práctica de cultivo celular exige que documente toda la información necesaria para rastrear los materiales y métodos. De esta forma, te aseguras de que tu modelo sea transparente y reproducible (Pamies et al., 2018).
Líneas celulares: parte integral de la investigación biológica
rabajar con células primarias se basa en décadas de investigación utilizando líneas celulares. Desde principios del siglo XX, las líneas celulares han proporcionado a los científicos grandes conocimientos sobre los procesos biológicos. Las líneas de células inmortales se han convertido en una herramienta poderosa para innumerables aplicaciones que incluyen analizar el metabolismo y la citotoxicidad de los fármacos, estudiar la función de los genes y producir vacunas, anticuerpos y compuestos biológicos.
Como se ha mencionado, el objetivo de su investigación determina el tipo de cultivo celular que se debe utilizar. Los investigadores que planean investigar procesos biológicos básicos, manipular funciones celulares, establecer nuevos métodos o realizar exámenes preliminares tienden a elegir líneas celulares inmortalizadas. ¿Por qué? Son rentables, fáciles de utilizar y se pueden mantener en cultivo durante períodos de tiempo más largos. Las líneas celulares también son fáciles de manipular y expandir (Kaur et al., 2012).
Sin embargo, incluso si los hallazgos experimentales obtenidos con líneas celulares se pueden interpretar claramente y comparar consistentemente con estudios previos, ten en cuenta que la relevancia fisiológica de estos estudios podría no ser muy alta. También existen límites a lo que puede hacer con las líneas celulares. De hecho, algunos muestran solo una similitud marginal con las células primarias originales, ya que los pases en serie pueden causar variaciones en el genotipo y el fenotipo. Podría terminar con un contenido genómico alterado y un perfil de expresión anormal. Las líneas celulares carecen de características morfológicas o funcionales clave, por lo que es posible que no puedan inducir biomarcadores relevantes.
Esto significa que los resultados que obtuvo con las líneas celulares en el laboratorio no se pueden traducir completamente a los humanos. Durante períodos de tiempo más prolongados, las líneas celulares inmortales también pueden estar contaminadas por otras células o microorganismos (consulte la publicación del blog: CONTAMINACIÓN POR MYCOPLASMA – PEQUEÑOS ORGANISMOS QUE CAUSAN GRANDES PROBLEMAS). Así que, por favor, siga este consejo: antes de trabajar con líneas celulares, siempre valídelas primero para asegurarse de que sus células no estén mal identificadas o contaminadas (Lorsch et al, 2014).
En resumen, base su elección de células primarias humanas o líneas celulares inmortales en su objetivo de investigación. En muchos casos, las líneas celulares inmortales ofrecen un modelo muy valioso para experimentos preliminares. Luego, use células primarias humanas para replicar hallazgos clave. Esto aumenta la traducción y hace que sus resultados sean más relevantes para la fisiología humana.
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