Особливості культивування клітин тваринного походження, гіпотези, що пояснюють старіння і загибель клітин.

Що стосується клітин тваринного походження, то в наслідок ранньої і глибокої диференціації, вони не здатні до тотипотентності, крім клітин ембріонів на ранньої стадії розвитку і ембріональних стволових клітин (ЕС клітин). Вплив речовин-індукторів на ЕС клітини, які володіють ядерним геномом всього організму, викликає їх спрямовану диференціацію у певний тип клітин.     

В наш час, коли існує значна потреба у біологічно активних речовинах, що синтезуються клітинами людини і тварин, дуже цікавим було б отримати ці речовини з клітин відповідних органів, які б вирощувалися у культуральних середовищах. Як правило, здатністю синтезувати специфічний для даного органу або тканини продукт володіють диференційовані клітини. Введення таких клітин у культуру викликає певні труднощі, які пов’язані з їх властивостями.

По-перше, диференційовані клітини при введенні їх в культуру погано або зовсім не розмножуються. В тому випадку коли адаптація нормальних клітин до культивування відбувається, вони втрачають здатність синтезувати специфічний продукт. Клітини, які набули властивості до необмеженого росту в культурі і зберегли функціональні особливості, часто отримують властивість злоякісності, що значно обмежує їх практичне використання.

Крім того, одної з основних властивостей клітинних культур є обмежена тривалість життя, навіть в тому випадку, коли їх постійно пересаджують на свіже культуральне середовище ( після 50-100 подвоювань клітинні культури гинуть). Чім молодше вік джерела, з якого отримані клітини, тім більше число разів вони здатні подвоюватися.

Для пояснення старіння і загибелі клітин запропоновано декілька гіпотез. Одна з них пов’язує старіння з накопиченням соматичних мутацій, порушенням процесів транскрипції і трансляції, біосинтезом в зв’язку з цім значної кількості неактивних або частково активних молекул, що викликає збільшення аномальних продуктів обміну. Однак існують данні, що віруси у старих і молодих клітинних культурах розмножуються однаково успішно, тобто, апарат біосинтезу білку клітини-господаря, який бере участь в процесі репродукції вірусів функціонує однаково добре як в старих, так ї в молодих клітинах.

Друга гіпотеза – гіпотеза запрограмованої загибелі клітин припускає, що смерть клітин – це результат реалізації генетичної програми. Існують експериментальні дані, які підтверджують, що загибель клітин в культурі і в організмі настає після числа подвоєнь, що співпадає, і є наслідком реалізації генетичної програми.  

Ще одна з гіпотез пояснює гибель клітин накопиченням речовини липофусцину, яка утворюється в результаті розпаду білкових структур, ліпідів і гему. При подвоюванні клітин, липофусцин, що накопичується, розподіляється між дочірніми клітинами. Однак не зрозуміло, чому липофусцин не впливає на тривалість життя в культурі пухлинних клітин.

Клітини тварин і людини вирощують в спеціальних середовищах у вигляді монослою на склі – це поверхневий спосіб вирощування клітин на межи двох фаз. Для вирощування суспензійних культур використовують найрізноманітніші судини-хемостати, ферментери, флакони. Хемостати працюють за принципом безперервної зміни середовища, що забезпечує постійне переміщення клітин. Клітини, що вирощуються у вигляді монослою, як правило, мають витягнуту веретеноподібну форму, а клітини, що ростуть у суспензії – сферичної форми.