Fundamentos del Cultivo Celular y Estructura Cromosómica

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Cultivo de Células

Se realiza a partir de suspensiones celulares, que se introducen en un recipiente adecuado junto con un medio de cultivo y se incuban en las condiciones óptimas para que las células proliferen. Según la procedencia de la suspensión celular de partida, pueden ser:

Tipos de Cultivo Celular

  • Primario: Proviene directamente de un órgano o tejido. La suspensión celular de partida se obtiene disgregando las células de un tejido mediante métodos mecánicos o enzimáticos. De esta forma se obtiene una mezcla celular compleja formada por los diferentes tipos celulares presentes en el tejido. Tiene duración limitada, las células dejan de dividirse tras algunos ciclos.
  • Secundario: La suspensión celular de partida se obtiene a partir de un cultivo primario u otro secundario, mediante un subcultivo o pase. También se puede obtener a partir de una línea celular mantenida en congelación. Pueden dividirse muchas veces, incluso indefinidamente.

Aplicaciones de los Cultivos Celulares

  • Investigación básica: Metabolismo celular e interacciones celulares.
  • Investigación aplicada: Inmunología, virología, toxicología.
  • Aplicaciones modernas: Ingeniería de tejidos para uso en trasplantes e injertos, y estudio con células madre o stem cells para terapia celular.

Curva de Crecimiento Celular

Representación gráfica de la dinámica de crecimiento de un cultivo, es decir, la concentración de células a lo largo de los días de evolución del cultivo. Tiene forma sigmoide y consta de 3 fases:

Fases de la Curva de Crecimiento

  • Fase de latencia: Tramo recto sin pendiente o con cierta concavidad, primeras 24 horas de evolución del cultivo. No se produce crecimiento, el número celular es constante o disminuye ligeramente.
  • Fase de crecimiento exponencial: Tramo recto con pendiente elevada, aproximadamente 6-7 días. El número de células aumenta exponencialmente hasta alcanzar el máximo.
  • Fase estacionaria: Tramo recto de pendiente nula. A partir de los 6-7 días de evolución del cultivo, el número de células es constante.

Fases de Crecimiento

Fases de Crecimiento en Monocapa

  • Adhesión a una superficie.
  • Proliferación y formación de colonias.
  • Inhibición por contacto.

Fases de Crecimiento en Suspensión

  • Adaptación al medio de cultivo.
  • Proliferación en suspensión.
  • Inhibición por densidad.

Comportamiento Vital Después de Varios Pases

Línea Celular Primaria

Obtenida a partir de tejido u órgano mediante cultivo primario y se mantiene en cultivo mediante pases seriados durante tiempo limitado. La población celular aumenta en cada pase, a partir del tercero se estabiliza. Las líneas celulares primarias tienen vida finita, se mantienen en crecimiento durante un número determinado de pases, y después entran en fase de senescencia (etapa vital en que las células van perdiendo su capacidad de dividirse y el cultivo acaba muriendo, debido a que con las sucesivas divisiones y el acortamiento de los telómeros de los cromosomas, las células van acumulando anomalías genéticas y perdiendo funciones).

Línea Celular Continua

Aquellas que se obtienen a partir de cultivo primario y que se mantienen en cultivo por tiempo ilimitado después de pases seriados. Aparecen espontáneamente, debido a la aparición de células inmortales en el cultivo. Aparecen como consecuencia de un fenómeno de transformación de las células normales, relacionado con la pérdida de los mecanismos de control celular.

Composición del Medio de Cultivo

Componentes esenciales:

  • Sales minerales: (Solución salina, bicarbonato sódico).
  • Tampón: Para mantener el pH.
  • Glucosa: Fuente de energía.
  • Aminoácidos: Dependiendo de las necesidades de las células que queremos cultivar.
  • Vitaminas: Necesarias porque influyen en la tasa de crecimiento y supervivencia de las células.
  • Hormonas y factores de crecimiento: Componentes esenciales para el crecimiento de células.
  • Antibióticos y antifúngicos: Previenen la contaminación (gentamicina y anfotericina B).
  • Indicador de pH: Dado que el pH del medio es un parámetro fundamental para la supervivencia del cultivo, en la composición del medio se incluye uno que registra cambios mínimos en el rango de pH óptimo para el crecimiento. El más utilizado es el rojo fenol, que es púrpura a pH 7.8 (básico), rojo a 7.4 (correcto) y amarillo a 6.5 (ácido).

Cromosoma

Estructura organizada, formada por la asociación de una molécula lineal de ADN que lleva parte de la información genética del individuo y un conjunto de proteínas.

Partes del Cromosoma

  • Cromátidas: Filamentos lineales y paralelos, iguales, unidos por el centrómero.
  • Centrómero: Estrechamiento que divide el cromosoma en dos brazos. Su posición es característica de cada cromosoma y permite clasificarlos en tipos morfológicos. Hay una estructura llamada cinetocoro que es el punto de anclaje de los microtúbulos del huso mitótico.
  • Constricciones secundarias.
  • Telómeros: Extremos de las cromátidas.

Clasificación de Tipos Morfológicos de Cromosomas

  • Metacéntricos: Centrómero en la región central del cromosoma y dos brazos aproximadamente iguales. IC (45-50).
  • Submetacéntricos: Centrómero desplazado del centro, brazo largo y brazo corto. IC (25-45).
  • Acrocéntricos: Centrómero cercano a un extremo, brazo corto muy pequeño. Algunos tienen constricción secundaria en el brazo corto llamada tallo, que deja en el extremo una pequeña cantidad de ADN llamada satélite. IC (menos de 25).
  • Telocéntricos: Centrómero en el extremo, por lo tanto no hay brazo largo. IC (0).

Idiograma

Representación esquemática de un cromosoma, mostrando brazo, región y banda.

Cariotipo

Conjunto de cromosomas de una especie, individuo o célula ordenados de acuerdo con la morfología y medida.