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Tecnica delle colture cellulari

Per lungo tempo, si è adottata la tecnica del prelievo di frammenti tissutali da porre in vitro; questa è stata poi sostituita dall’attuale procedura, in cui una porzione di tessuto prelevata da un organismo adulto o allo stadio di embrione, viene disgregata con enzimi (soprattutto tripsina), e scissa in singole cellule. Il procedimento, rispetto al precedente, offre il vantaggio di isolare le cellule e di ottenere da esse colture pure; nei frammenti di tessuto, infatti, sono spesso presenti molteplici tipi cellulari, che danno luogo a colture miste.

La sospensione ottenuta dopo la somministrazione dell’enzima e dopo la centrifugazione viene collocata in un terreno di coltura liquido (detto MEM, dall’inglese minimum essential medium), contenente acqua, amminoacidi, nucleotidi, zuccheri, sali minerali e arricchito con siero animale o un estratto di embrione di pollo; è diffuso anche l’impiego del terreno DMEM (Dulbecco/Vogt modified Eagle’s minimal essential medium), contenente vitamine, amminoacidi e glucosio in concentrazione 4 volte superiori. Questi mezzi sono adatti alla maggior parte delle cellule comunemente usate nella ricerca biologica (umane, di scimmia, di topo, di coniglio, di ratto e di pollo); per i linfociti umani è necessario invece un terreno particolare, arricchito di fosfati (terreno RPMI). La coltura è poi mantenuta a temperatura costante (incubazione).

Le cellule in sospensione si depositano sul fondo e iniziano a moltiplicarsi per mitosi, formando alla fine una lamina di cellule monostratificata. A seconda dei tipi cellulari impiegati, può essere necessario stimolare l’accrescimento somministrando fattori di crescita, come avviene nel caso dei neuroni. La proliferazione non avviene in modo incontrollato; infatti, interviene il fenomeno dell’inibizione da contatto, per il quale le cellule interrompono la mitosi se giungono a contatto con altre cellule dello stesso tipo. Il riconoscimento avviene grazie ai recettori glicoproteici posti sulla superficie della membrana.

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Linee cellulari

Le cellule della coltura non continuano a dividersi indefinitamente; il ciclo cellulare si ripete un numero di volte determinato, dopo di che si verifica il processo di apoptosi o morte cellulare. Alcune cellule, però, possono perpetuarsi illimitatamente: tale caratteristica è propria delle cellule tumorali, nelle quali l’inibizione da contatto non avviene, ma si riscontra anche in cellule mutanti appartenenti ai diversi tipi cellulari, oppure in cellule trasformate in tumorali dopo trattamento con retrovirus o con agenti cancerogeni. La capacità di riprodursi illimitatamente viene sfruttata per ottenere colture pure, le cosiddette linee cellulari, sempre disponibili per la ricerca.

Le linee cellulari sono utilizzate dai laboratori di tutto il mondo; le informazioni ad esse inerenti sono raccolte in database e coordinate dalla WFCC (The World Federation for Culture Collections), una commissione che riunisce la IUBS (International Union of Biological Sciences), e la IUMS (International Union of Microbiology Societies). L’opera di coordinamento di questa commissione consiste nella raccolta e nella distribuzione dei dati relativi a circa 500 linee cellulari distribuite in 55 paesi, e nella descrizione delle loro caratteristiche. Esistono altri gruppi che raccolgono le informazioni di diversi centri di ricerca e università, come l’MSDN (Microbial Strain Data Network), dedicato soprattutto ai laboratori microbiologici e biotecnologici.