Cultura Celular e o Estabelecimento de Linhas Celulares

Cultura Celular e Linhas Celulares têm assumido um papel importante no estudo fisiológico, fisiopatológico e nos processos de diferenciação de células específicas. Ela permite o exame de alterações progressivas na estrutura, biologia e composição genética da célula sob ambientes controlados. Isto é especialmente valioso para tecidos complexos, como o pâncreas, que é composto por vários tipos celulares, onde o exame in vivo de células individuais é difícil, se não impossível. As extremas dificuldades no isolamento e purificação de células epiteliais individuais de tecidos complexos, mantendo suas características nativas, tem dificultado nosso entendimento de suas características fisiológicas, biológicas, de crescimento e de diferenciação.

Tentativas de cultivo de quase todos os tecidos, incluindo células neuronais, ossos, cartilagens, células capilares, etc. Em geral, células animais, particularmente fibroblastos, podem ser cultivadas com mais sucesso do que células humanas, e os fibroblastos humanos são mais fáceis de cultivar do que as células epiteliais. Além disso, células epiteliais diferentes mostram respostas diferentes às condições de cultura. Apesar dos avanços nas técnicas de cultivo, as células epiteliais humanas não puderam ser mantidas em cultura por longos períodos de tempo. O problema é a tendência das células humanas a sofrer senescência após uma certa divisão celular. A transfecção destas células com o gene E6E7 do vírus do papiloma humano 16, ou com o antígeno T pequeno e grande do vírus simiano (SV) 40, superou parcialmente a senescência e aumentou a longevidade celular in vitro, mas não levou à imortalidade das células. As manipulações genéticas resultantes limitam a utilização destas células para estudos biológicos moleculares, especialmente para definir alterações genéticas que ocorrem durante a diferenciação e transformação celular. A introdução destes genes estranhos altera a função dos genes reguladores do hospedeiro, incluindo a inativação da proteína supressora do tumor p53 e da proteína retinoblastoma pRb. Mesmo que estas linhas celulares não cresçam em ágar mole, o que seria um primeiro sinal de transformação, ou quando introduzidas em ratos nus, a transfecção adicional com certos oncogenes como o k-ras resultou na transformação maligna das células.

A qualidade do meio de cultura e a técnica de preparação celular são muito importantes para a manutenção das células epiteliais humanas em cultura. Usando um meio de cultura definido e a técnica de separação celular, as células epiteliais pancreáticas humanas têm sido mantidas em cultura por mais de 10 meses. Outro método, recentemente descoberto para prolongar a vida das células humanas, é a infecção das células com telomerase, uma enzima que previne a perda de telômeros por adição de novo. Restaura o comprimento dos telômeros, que de outra forma encurtam com a proliferação de cada célula, levando à senescência. Até agora, relatos de sucesso incluem fibroblastos imortalizados, células retinianas e endoteliais.

Tentativas foram feitas para identificar e cultivar células-tronco de tecidos específicos porque estas células podem se ajustar melhor às condições ambientais e podem dar origem a uma variedade de células maduras sob ambientes específicos. Por exemplo, foi demonstrado que células de cólon cultivadas contendo células-tronco podem dar origem a células neuroendócrinas, células do cólon, ou uma mistura delas. Portanto, tais culturas fornecem ampla oportunidade para investigar caminhos de diferenciação e fornecem uma ferramenta única para testar os efeitos de substâncias naturais e sintéticas, incluindo citocinas, fatores de crescimento, nutrientes e fatores físicos na maturação ou morte das células.

Os mecanismos de transformação maligna podem ser estudados in vitro usando linhas celulares tratadas com um carcinógeno ou radiação em cultura. Fenotípicos graduais, genéticos (por exemplo, níveis de adutos de DNA, alquilações, mutações) e alterações cromossômicas podem ser investigados. Marcadores específicos associados à transformação podem ser expressos, tais como fator de crescimento tumoral-α (TGF-α) e receptor epitelial do fator de crescimento epitelial (EGFR). Infelizmente, não tem sido possível até agora transformar células epiteliais humanas em cultura, por isso ainda existe a necessidade de modelos animais. Os roedores são muito mais susceptíveis à carcinogenicidade do que os humanos.