Fundamentos de los Cultivos Celulares

Fundamentos de los Cultivos Celulares

Los cultivos celulares constituyen una técnica esencial en biología y medicina que posibilita el estudio y la manipulación de células fuera de su entorno biológico original, en condiciones ambientales controladas. La obtención de células para cultivo se logra mediante su separación de un tejido o explante, proceso que puede llevarse a cabo a través de métodos mecánicos, químicos o enzimáticos. Una vez aisladas, las células pueden proliferar de dos maneras principales: adheridas a un soporte sólido, como plástico o vidrio, formando una monocapa, o en suspensión dentro del medio de cultivo. El cultivo en monocapa es el más común y requiere que las células, que necesitan anclaje, se adhieran a una superficie para crecer. En contraste, el cultivo en suspensión es típico de células hematopoyéticas y algunas líneas celulares tumorales, donde las células se mantienen flotando en el medio.

La Curva de Crecimiento en Cultivos Celulares

El crecimiento celular en cultivo se puede analizar y representar gráficamente a través de una curva de crecimiento sigmoide, que muestra tres fases distintas. La fase de latencia, que ocurre durante las primeras 24 horas, se caracteriza por un crecimiento mínimo o una leve disminución en el número de células. A esta le sigue la fase de crecimiento exponencial, que dura alrededor de 6-7 días y durante la cual el número de células se incrementa de manera exponencial. Finalmente, la fase estacionaria comienza a partir del día 6-7, cuando el número de células alcanza un estado de equilibrio y se mantiene constante debido a limitaciones de espacio y nutrientes.

Etapas del Crecimiento en Monocapa y en Suspensión

El crecimiento en monocapa pasa por varias etapas: inicialmente, las células se adhieren a la superficie, lo que coincide con la fase de latencia. Durante la fase exponencial, se observa la proliferación y la formación de colonias celulares. Eventualmente, las células ocupan toda la superficie disponible y entran en contacto unas con otras, lo que conduce a la inhibición por contacto y detiene el crecimiento, aunque las células sigan vivas, marcando el inicio de la fase estacionaria. En el crecimiento en suspensión, las etapas son parecidas, comenzando con la adaptación al medio de cultivo, seguida de la proliferación en suspensión y culminando con la inhibición por densidad, donde el crecimiento se detiene debido al agotamiento de nutrientes y al incremento de la densidad celular.

Desarrollo y Mantenimiento de Líneas Celulares

A partir de un cultivo primario, es posible desarrollar líneas celulares primarias o continuas mediante sucesivos pasajes. Las líneas celulares primarias, derivadas directamente de un tejido u órgano, tienen una vida útil limitada en cultivo. Por otro lado, las líneas celulares continuas pueden surgir espontáneamente o ser inducidas para crecer indefinidamente. Estas últimas presentan características distintivas como un crecimiento ilimitado, independencia de anclaje, ausencia de inhibición por contacto y potencial para invadir tejidos. El mantenimiento de células adherentes en monocapa implica subcultivos periódicos para redistribuir y diluir las células que han alcanzado confluencia, mientras que las células en suspensión requieren cambios regulares de medio de cultivo para continuar su crecimiento.

Procedimientos de Disgregación y Cultivo Primario

El cultivo primario, que se sitúa entre el aislamiento celular y el primer subcultivo, involucra diversos procedimientos. La disgregación mecánica se realiza mediante técnicas como el raspado (scraping), tamizado (sieving), aspiración con jeringa (syringing) y trituración con pipeta. La disgregación enzimática emplea enzimas como la colagenasa, tripsina, elastasa, papaína y DNAsa I para digerir la matriz extracelular y liberar las células. Este proceso también incluye la disección del tejido para descartar partes no viables y el sembrado en recipientes de cultivo con una alta densidad celular y medios de cultivo enriquecidos. Aunque el cultivo primario es laborioso y produce inicialmente cultivos heterogéneos, es crucial para preservar muchas de las propiedades fisiológicas de las células tal como se presentan in vivo.