Soluciones de microscopía para cultivos celulares
Aplicaciones de microscopía para su laboratorio

Soluciones de microscopía para cultivos celulares

El crecimiento de células en medios de cultivo fuera del organismo, en un entorno artificial

La investigación biomédica sobre células vivas sufrió una revolución en 1934, cuando el médico holandés Frits Zernike describió el concepto de contraste de fase. A los dos años, ZEISS ya aplicaba el diseño original de Zernike en el primer prototipo de microscopios de contraste de fase. Esta técnica de contraste, que haría ganar a Zernike el premio Nobel de Física en 1953, sigue siendo el método de elección para muchos biólogos celulares en la actualidad, ya que es ideal para muestras finas no teñidas, como células de cultivo sobre vidrio o plástico.

Los estudios de cultivos celulares son fundamentales en infinidad de áreas de investigación, que abarcan desde la biología celular hasta la farmacia, la biotecnología, la terapia celular y la medicina regenerativa. Los cultivos celulares, también llamados cultivos tisulares, se basan en el crecimiento de las células en medios de cultivo fuera del organismo, en un entorno artificial (in vitro). Engloban el cultivo de células adherentes, células en suspensión, células primarias, células madre, bacterias, hongos o células vegetales. A estos últimos a veces se les denomina, con más precisión, cultivos microbianos, cultivos fúngicos o cultivos tisulares vegetales, respectivamente.

A menudo, se utilizan organismos modelo y líneas celulares inmortalizadas para el estudio de la biología de las células o los tejidos. Dichas líneas celulares se cultivan en recipientes especiales, como placas de Petri, matraces o placas multipocillo. Los medios de cultivo que contienen nutrientes y suplementos opcionales proporcionan las condiciones necesarias para un crecimiento celular optimizado. En función del tipo de célula, se debe usar un determinado nivel de temperatura, humedad y CO2 y O2 para imitar las condiciones in vivo de la mejor manera posible. La mayoría de líneas celulares de mamíferos se cultivan en incubadoras, con una atmósfera a 37 °C y 5 % de CO2.

Soluciones de microscopía para cultivos celulares

Requisitos de los microscopios

Los laboratorios de cultivos celulares usan microscopios a diario para examinar el crecimiento o la proliferación celular, además de la vitalidad de las células. Esto incluye comprobar el nivel de confluencia celular, si la morfología de las células tiene un aspecto normal, si hay contaminación presente y cuándo hay que cambiar el medio de cultivo. Habitualmente, estas tareas requieren microscopía con contraste de fase y un aumento de entre 50x y 200x. Es importante actuar con rapidez para minimizar el tiempo que pasan las muestras fuera de la incubadora. Por tanto, los microscopios para cultivos celulares deben ser compactos para que quepan dentro de una cabina de flujo laminar o en una mesa de laboratorio, cerca de la incubadora. Los microscopios sencillos y fáciles de usar permiten una mayor rapidez y minimizan el estrés para las células. Una vez que las células alcanzan cierto nivel de confluencia, se han de transferir. Antes de transferirlas a un nuevo recipiente de cultivo, use un contador de células o una cámara de recuento, como una cámara Makler, para establecer el número de células y, a continuación, calcule un factor de dilución apropiado. Resulta esencial emplear buenas prácticas para el cultivo celular, ya que proporciona la base para unos resultados de prueba significativos y reproducibles en su investigación.

En los laboratorios de cultivos celulares se realizan muchos otros procedimientos de microscopía. Los ensayos típicos incluyen ensayos de curación de heridas o arañazos, ensayos live-dead y transwell o ensayos de migración. Aparte del contraste de fase y la observación de campo brillante, a menudo se utiliza la fluorescencia, que se está convirtiendo en un estándar. Las proteínas de las células o los tejidos se pueden etiquetar con marcadores de inmunofluorescencia. Varios fluoróforos, entre los que se encuentran DAPI, Hoechst, GFP, Alexa 488, RFP, Texas Red y Cy3, permiten diferenciar y ubicar señales usando microscopía de fluorescencia multicanal.

Por otra parte, las células vivas pueden transfectarse (mediante transfección vírica o no vírica) con ADN o ARN ajeno para expresar, por ejemplo, proteínas fluorescentes. Este proceso puede ser bastante tedioso si se necesita una transfección estable, de modo que, en este caso, resulta muy útil la microscopía de fluorescencia. El nivel de expresión y la eficiencia de la transfección son indicadores clave durante este procedimiento. La mejor forma de obtener imágenes y una visualización de fluorescencia suave es usar diodos emisores de luz (led). De esta forma, se reducen los efectos fototóxicos derivados de la luz ultravioleta (UV) no deseada, en comparación con otras fuentes de iluminación de fluorescencia, como las lámparas de vapor de mercurio. Adicionalmente, los ledes ofrecen una mayor duración y no requieren mantenimiento.

Ejemplos de aplicación

Tras un corto periodo de incubación, obtenidas con Axio Observer.
Células MDCK (perro), tras un corto periodo de incubación, obtenidas con Axio Observer
Imagen de campo brillante obtenida con Axiovert
Protoplastos del tabaco: imagen de campo brillante obtenida con Axiovert
Captura de un cultivo celular vivo, tinción de GFP-actina.
Células U2OS captadas en cultivo celular vivo, tinción de GFP-actina.
Contraste de fase, captadas con Primovert.
Células HeLa en contraste de fase, captadas con Primovert

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Descargas

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