HÜCRE KÜLTÜRÜ

HÜCRE KÜLTÜRÜ

Doç. Dr. Hilâl Özdağ

GÜVENLİ VE ETKİN

LABORATUVAR UYGULAMALARI

111-546

FİZİKİ ALTYAPI

• Ayrı bir oda

• ClassII Biyogüvenlik Kabini

• Soğutmalı santrifüj

• Ters mikroskop

• Pipet seti

• Pipet yardımcısı

• Tezgah altı buzdolabı ve derin dondurucu

KÜLTÜR TİPLERİ

• Hücrelerin kökeni: Fetal veya erişkin hayvan dokusu; Tümör dokusu; Primer hücre hattı …..

• Büyütülme usulleri: Süspansiyon; adherent;

ankoraj bağımlı veya bağımsız…

KÜLTÜR TİPLERİ Orijin

• Primer hücre kültürleri hayvan veya bitki dokusundan izole edilip kültüre alınan hücrelerden oluşur.

• Devam hücre kültürleri daha hızlı bölünen, tümörijenitesi daha yüksektir.

• Transforme hücreler normal hücreden kanser hücrelerinin birçok özelliğini taşıyan hale geçen hücrelerdir.

– Yüksek yoğunlukta ürerler

– Büyüme faktörü ve seruma daha az ihtiyaç duyarlar.

– Daha ziyade ankoraj bağımsızdırlar.

– Sonsuz bölünme kapasiteleri mevcuttur.

KÜLTÜR TİPLERİ Büyüme Tipi

• Süspanse hücreler besiyerinde asılı olarak büyürler.

Kültür edildikleri kaba bağlanmadan yaşayıp çoğalma özelliğine sahiptirler. Kan, dalak, kemik iliğinden alınan hücreler genelde süspanse olarak büyürler.

• Yapışık hücreler tek kat halinde kültür kabına bağlanarak

büyürler. Ektodermal veya endodermal embriyonik hücre

katmanları genellikle bu şekilde büyür. Buna fibroblastlar

ve epitelyal hücreler dahildir.

KÜLTÜR TİPLERİ Büyüme Tipi

• Ankoraj bağımlı hücreler hücre çoğalması için bir yüzeye ihtiyaç duyar.

• Ankoraj bağımsız hücreler kültür kabının yüzeyine zayıf

olarak tutunmuşlardır. Büyüme için yüzeye ihtiyaç

duymazlar.

HÜCRELERİN GÖZLEMLENMESİ

• Besiyerinin rengi: Besiyerlerinin çoğunda pH indikatörü bulunur. Sarı ise asidite, mor gibi ise alkaliliği işaret eder.

Besiyerinin çok bazik veya asidik olması kontaminasyonu, fazla üremiş kültürü, ölmüş kültürü, veya hatalı C02 ölçüm veya verimini işaret eder.

• Besiyerinde bulutsu görüntü kontaminasyonu veya fazla üremiş kültürü işaret eder.

• Süspanse bir kültürde topaklanmış hücreler ile yapışık

kültürde soyulmuş hücreler bir problemi işaret eder.

HÜCRELERİN GÖZLEMLENMESİ

• Flasktaki hücrelerinizi kabin içine almadan 40X objektif altında ters mikroskopta incelemeyi rutin haline getirin.

– Yapışık hücreler: yüzeyde düzenlice yerleşmiş olurlar. Her tip hücrenin kendine göre bir şekli vardır (yuvarlak, üçgenimsi, karemsi, uzamış).

– Süspanse hücreler: Küre şeklindedirler. Bazı hücreler flaskın

yüzeyine hafifçe tutunmuş olabilir.

HÜCRELERİN ELDE EDİLİŞİ

• Primer hücre hatları veya kan hücreleri ile çalışan bir

laboratuvarda çalışıyorsanız mutlaka Hepatit B aşısı

yaptırmalısınız.

HÜCRELERİN ELDE EDİLİŞİ Primer Hücreler

• Primer hücrelerin zor ve zahmetlidir. Bir hayvanın öldürülüp dissekte edildikten sonra hücrelerin izole edilip kültüre alınmasını gerektirir. Birçok hücre tipinin primer kültüründe hücre sayısı azdır ve hücrelerin ömrü kısadır.

Ancak “gerçek” hücreye en yakın model primer hücrelerdir. Primer hücreleri kendiniz üretmeye kalkışmadan önce:

– Kendi labınızda veya bölümünüzde bu hücrelerle çalıştığını bildiğiniz bir meslektaşınızdan rica edebilirsiniz. Hücrelerin hazırlanmasına yardımcı olabilirsiniz. Bu hücrelerin hazırlanması çok zahmetli olduğu için talebiniz reddedilirse şaşırmayın.

– Başka bir labdan isteyebilirsiniz ancak bu genellikle ortak çalışma

protokolünü beraberinde getireceği için böyle bir yola girmeden

önce patronunuzla konuşun.

HÜCRELERİN ELDE EDİLİŞİ Primer Hücreler

• Primer hücreleri bir başka araştırıcı veya labdan alıyor olsanız da hücrelerin elde ediliş prosedürünü en az bir kez izleyin. Bir gün hücreleri kendiniz hazırlamanız gerektiğinde hazırlıklı olmuş olursunuz. Ayrıca verilen emeğe saygı gösterdiğinizi de ifade etmiş olursunuz.

• Hastane ve tıp fakülteleri bazı insan doku ve hücrelerini

elde etmek için iyi bir kaynaktırlar.

HÜCRELERİN ELDE EDİLİŞİ Devamlı Hücreler

• Eğer bir hücre hattı iyi ve hızlı bölünüyorsa hücrelerin eldesi kolaydır ancak bölünmesi problemli ise primer hücre hatlarında olduğu gibi zorluklarla karşılaşılır.

• Unutmayın ki devam hücre hatları sürekli kültür edilmeleri nedeni ile fenotipik kayma yaşarlar. Bu nedenle aynı hücre hattı iki farklı labda farklı karakteristikler gösteriyor olabilir.

• Labdaki diğer araştırmacılarla aynı hücre hattını

kullanıyorsanız bir çalışma arkadaşınızdan bir tüp donmuş

hücre isteyebilirsiniz. Donmuş hücreleri yeni split olmuş

hücreye tercih edin zira pasaj sayısı daha az olacaktır.

HÜCRELERİN ELDE EDİLİŞİ Devamlı Hücreler

• Devamlı hücre hatlarını “The European Collection of Cell Cultures (ECACC)“ veya “American Type Culture Collection (ATCC)”den satın alabilirsiniz. Bu kaynaklar insan ve hayvan hücrelerinin yanısıra mikroorganizma, virus, DNA probları sağlayan özel kuruluşlardır.

Kültürlerin yaşar durumda ve kontaminasyonsuz olmaları garantilidir. Aksi durumda hücreler yenileri ile ücretsiz olarak değiştirilmektedir.

• Çalışacağınız hücreleri elde etme arayışında bu hücrelerle

yapılmış en iyi yayınların materyel-metod kısımlarını

inceleyin. Buradaki pasaj sayısı, besiyeri benzeri

ayrıntılara dikkat edin.

Dondurulmuş Hücrelerin Kültüre Edilmesi

• Ökaryotik hücreler serumlu besiyeri ve dondurucu ajan (DMSO) varlığında dondurulup sıvı nitrojende (-196 ^o C) saklanır.

• Dondurulmuş hücreler kuru buzda transfer edilir.

• Dondurulmuş hücrelerin hızlıca çözülüp derhal kültüre

edilmesi hücrelerin hayatiyetlerinin sağlanması için

esastır

Hücrelerin Bakımı Rutin

• Beslenmeli: Taze besiyeri ile

• Split Edilmeli (bölünmeli): Kültür flaskı kapasitesi doldukça hücreler split edilmeli.

• Dondurulmalı: Hücreleri depolamak şarttır. Üretilen

hücrelerin bir kısmı sıvı nitrojende dondurulmalıdır.

Hücrelerin Bakımı

Rutin

Hücrelerin Bakımı Besleme ve Pasaj

• Hücreler ne kadar hızlı büyüyorlarsa o kadar sık beslenip bölünmeleri gerekir.

• Bir hücre aldığınızda ilk öğrenmeniz gerekenler:

– Antibiyotik kullanılmış mı?

– Hangi antibiyotik kullanılmış?

– Hangi besiyeri tercih edilmiş?

– Hücrelerin seruma ihtiyacı var mı?

– Hücreleri ne kadar sıklıkla besleyip split etmem gerekecek?

Hücrelerin Bakımı Antibiyotik

• Antibiyotik kullanımı birçok lab için standart uygulama olmakla beraber eğer layıkıyla aseptik teknikler uygulanıyorsa antibiyotiğe çok da ihtiyaç olmaz.

• Değerli veya kontaminasyona hassas hücrelerde tedbirli olup antibiyotiği ihmal etmemekte fayda vardır.

• Antibiyotikler toz halinde steril şişelerde gelir. Steril su

ile sulandırılırlar. Filtre sterilizasyona gerek yoktur.

Hücrelerin Bakımı Kültür Kapları

• Flask veya petri kapları kullanılır.

• Tek kullanımlık, polistrenden mamuldur ve radyasyon ile sterilize edilmiştir.

• Yapışık hücreler için işlem görmüş plastik malzeme tercih edilmelidir (Polistren yüzey amino grupları ile kaplanmış olabilir).

• Plate’ler ise non-spesifik bağlanarak pozitif yüzey oluşturan bir protein ile (poly-D-lysine) kaplanmış olabilir.

• Kültür kapları laboratuvar şartlarında da işlem görebilir.

Hücrelerin Bakımı Besiyeri

• Hazır olarak satın alınır.

• Raf ömrü dolmuş olan besiyerlerini hücre yıkamada kullanmak mümkündür.

• Besiyerleri birbirlerine benzer görüntü olarak. Genellikle pH indikatörü olarak hepsinde fenol kırmızısı bulunur.

• Alacağınız besiyerinin mikoplazma kontaminasyonuna karşı

garantili olmasına dikkat edin.

Hücrelerin Bakımı Besiyeri

• Fenol Kırmızısı

– Limon sarısı < pH 6.5

– Sarı pH 6.5

– Turuncu pH 7.0 – Kırmızı pH 7.4 – Pembe pH 7.6

– Mor pH 7.8

– Birçok hücre pH 7.4’te optimum üreme gösterir.

• Sarımsı asidik besiyeri:

– Fazla üremiş kültürü

– Bakteri kontaminasyonunu

– Fazla CO2’i işaret ediyor olabilir.

• Morumsu bazik besiyeri:

–Ürememiş kültürü –Küf kontaminasyonunu

–Az CO2’i işaret ediyor olabilir.

Hücrelerin Bakımı Besiyeri

• Besiyeri kullanılmadan önce 37 ^o C’ye ısıtılmalıdır. Su

banyosunun içinde (yaklaşık 10 dak). Besiyerinin içindeki

bazı bileşenler (antibiyotik) uzun süre sıcakta beklemeye

dayanıklı değildir.

Hücrelerin Bakımı Serum

• Serum pahalıdır. Her zaman bölünüp dondurularak saklanmalıdır. Besiyerine kullanmadan önce eklenir. Erimiş parçalar tekrar dondurulmadan buzdolabında birkaç hafta saklanabilir.

• Bilinmesi gerekenler:

– Serumun yüzdesi: %5-20

– Serumun tipi: Standart olan dana serumudur. Fetal dana serumu da tercih eden hücreler mevcuttur.

– Isı ile inaktive edilmiş mi: Gerekiyorsa kendiniz donmuş serumu erittikten sonra 65

C’de 30 dak tutup parçalara ayırıp tekrar dondurarak prosedürü tamamlayabilirsiniz.

– Serumu nereden almalısınız: Üretimden üretime fark gösterebilen

bir bileşendir. Ucuza kaçmamalısınız.

Hücrelerin Bakımı

Hücrelerin Ayrılması (split)

• Hücrelerin üreme hızına bağlıdır.

• Genellikle haftada iki kez yetecektir.

• Hücreleri ayırmak için çok beklemek (fazla üremiş kültür)

• Yeteri kadar ürememiş hücreleri ayırmak

• Taze besiyeri yerine eski besiyeri kullanarak hücreleri ayırmak sık yapılan hatalar arasındadır.

• Hücreleri split ederken flask/petri yüzeyinden ayırmak

gerekir bunun için ekstraselüler matriksi degrade eden

Tripsin ve bu bağlanmada esas teşkil eden Ca ²⁺ ’yı bloke

eden EDTA kullanılmaktadır.

Hücrelerin Bakımı

Hücrelerin Dondurulması

• Hücreleri dondurmadan önce

– ATCC kataloğundan kullandığınız hücrenin dondurulma protokolünü kontrol edin.

– Laboratuvarda uygulanan prosedürü arkadaşlarınızdan öğrenin. Olası modifikasyonları ATCC protokolü ile karşılaştırarak tespit edin.

– Eğer yeni bir hücre hattı ise hattı geliştiren lab ile irtibata geçin veya literatüre bakın.

– Hücreler kryotüplerde dondurulup sıvı nitrojen tanklarında saklanır. Saklama için kullanılan sıvı nitrojen tanklarının raklı sistemde olması gerekir. Tüpler bu tanklara kataloglanarak yerleştirilmelidir.

– Nitrojen tanklardaki sıvı nitrojen tankın özelliğine bağlı bir hızda buharlaşır.

Periyodik olarak nitrojen seviyesinin kontrolü ve tamamlanması gerekmektedir.

– Sıvı nitrojen tankları ile çalışılırken mutlaka kryoeldivenler giyilmeli ve koruyucu gözlük takılmalıdır.

– Sıvı nitrojen buharı solunmamalıdır. Elinizle oluşan buharı dağıtmamaya gayret

edin.

Hücrelerin Bakımı Kontaminasyon

• Kontaminasyon bakteri, küf, mantar, mikoplazma veya başka hücre kültürlerinden kaynaklı olabilir.

• Makroskopik olarak

– Bulutsu görünüm

– Besiyerinin renk değişimi

– Koku: Flask kapağı açılıp koklanmaz şüphesiz ancak ilerlemiş kontaminasyon inkübatörün kapısı açılır açılmaz kendisini hissettirecektir.

• Mikroskopik olarak

– Diğer organizmaların varlığı bakteri veya küf gibi kendisini hemen gösterecektir.

– Hasar görmüş hücreler mikroskop altında kolayca gözlenir.

Hücrelerin Bakımı

Mikoplazma Kontaminasyonu

• Mikoplazmalar 0.3um büyüklüğünde çok küçük organizmalardır. Çoğunlukla ters mikroskopta gözlenmezler. Hücre duvarları yoktur ve bu nedenle antibiyotikten etkilenmezler. Özel boyama yolları ve tekniklerle varlıkları tespit edilebilir. Enfeksiyon ağır ise hücre hasarı da enfeksiyonun varlığını gösterecektir.

• Mikoplazma kontaminasyonunu engellemek için kullanılan besiyeri ve serumların mikoplazmasız olması gerekir.

Garantili ürün kullanın. Başka bir araştırmacıdan hücre

aldığınızda mikoplazma testi yapılıp yapılmadığını sorun,

en iyisi siz kendiniz bu testi yapın.

Hücrelerin Bakımı

Mikoplazma Kontaminasyonu

• Mikoplazma kontaminasyonun varlığı bir hücre yüzey proteinine karşı onca uğraşıya rağmen neden antikor üretilememiş olmasının nedeni olabilir.

• Mikoplazma testi için

– Floresan boyama – PCR

• Eğer kontaminasyon varsa

– İlgili hücreyi atın

– Mikoplazma hücrenin biyolojisini bozar. Deneylerinizi ve sonuçlarınızı anlamsız kılar.

– Bir karantina hücre kültürü odanızın olması ve test edilmemiş

hücreleri yalnızca burada açmanız mikoplazma kontaminasyonunun

hücrelerinize yayılmasını engelleyecektir.

Hücrelerin Bakımı

Hücreden hücreye kontaminasyon

• Hücrelerinizi güvenilir kaynaktan alın.

• Aynı anda birden fazla hücre tipi ile çalışmayın.

• Asla aynı pipeti farklı hücreler için kullanmayın.

• Hücreye kullandığınız bir pipetle asla besiyeri şişesine

girmeyin.

Hücrelerin Bakımı CO2 İnkübatörleri

• İnkübatör içindeki tepsiyi steril distile su ile doldurmayı unutmayın ve her hafta bu suyu tazeleyin.

• Her hafta rafları %70 EtOH ile silip her ay otoklavlayın.

• İnkübatör kapısını uzun süre açık bırakmayın.

• CO2 okumasının doğruluğunu zaman zaman kontrol ettirin.

• Isı takibi için ayrıca bir termometreyi inkübatör içinde

bulundurun.